yaşar Üniversitesi, elektrik ve elektronik mühendisliği ...°tesİ-elektrİk...Özgörevimizin...

Yaşar Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2018


YAŞAR ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK BÖLÜMÜ

BİTİRME PROJELERİ KİTAPÇIĞI

2017 – 2018

Editör

Doç. Dr. Mustafa SEÇMEN


ÖNSÖZ

Yaşar Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, bilimsel ve çok boyutlu düşünebilen,

bölgesel gelişmeye ve toplumsal kalkınmaya yönelik bilimsel ve teknolojik katkı sağlayabilecek yaratıcı

ve girişimci mühendisler yetiştirmeyi; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği ile ilişkisi olan kuruluşlarla

doğrudan etkileşim ve işbirliği içinde özgün akademik araştırmalar ile bilime ve mühendisliğe katkılarda

bulunmayı kendisinin özgörevi olarak belirlemiştir.

Özgörevimizin gerçekleştirilmesi aşamasında, bölümümüzün son sınıf öğrencileri, eğitimleri boyunca

edindikleri bilgi ve becerileri gerçek yaşamda karşılaşacakları mühendislik problemlerine

uygulamalarda ve bunların çözümüne olanak sağlayacak Bitirme Projeleri’nde gerçekleştirmektedirler.

Bölgemizdeki sanayi kuruluşlarının katkılarıyla proje konuları gerçek problemlerin çözümüne katkı

yapacak şekilde belirlenmekte; her proje grubuna akademik danışmanlarının yanında şirket danışmanı

da atanmakta ve projeler danışmanlarının gözetiminde yürütülmektedir. Bu uygulama ile

öğrencilerimiz, gerçek yaşam problemlerinin çözümü konusunda deneyim kazanmalarının yanında, bir

süre sonra atılacakları iş hayatına da erkenden uyum sağlayabileceklerdir. Bunun yanında kurulan

işbirlikleri bölümümüz ile sanayi kuruluşlarının birlikte daha kapsamlı araştırma projeleri

oluşturmalarına neden olmaktadır. Öğrencilerimizin daha iyi eğitimi için destek veren sanayi

kuruluşlarının değerli çalışanlarına, fakültemizin ve üniversitemizin sayın yöneticilerine bölümümüz ve

öğrencilerimiz adına teşekkür ederim. 2017-2018 öğretim yılında öğrencilerimizin gerçekleştirdikleri ve

25 Mayıs 2018 tarihinde sunacakları bitirme projelerini özetleyen bu kitabı sizlerle paylaşmaktan

mutluluk duyduğumu belirtmek isterim.

Yaşar Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Başkanı



Davetiye ve kitap tasarımımızı yapan

Ersin ERDAŞ

Bitirme Projesi Komitesi üyeleri

Dr. Hacer ŞEKERCİ ve

Dr. Nalan ÖZKURT

başta olmak üzere her aşamada desteğini esirgemeyen tüm öğretim üyelerimize,

En içten teşekkürlerimizi sunarız.


İÇERİK

Otonom Depo Robotları ......................................................................................................................... 6

Biyometrik Erişim Kontrol Sistemi Tasarımı .......................................................................................... 9

Projektör Odaklama için Görüntü İşleme Teknikleri Kullanan bir Denetleyicinin Gerçekleştirilmesi 12

Taşınabilir EKG İzleme Sistemi ............................................................................................................. 15

Ultrasonik Su Sayaçlarının Zaman Kayması Hesaplaması (Baylan Water Meters) ............................. 18

Buzdolabı İçinde Çürüyen Bir Gıdanın Tespiti ...................................................................................... 21

Yan Hizmetler Piyasasında Birden Fazla Bina İçin Optimal Bir Talep Tepkisi Karar Aracının Tasarımı

............................................................................................................................................................... 24

Binalarda Termal Konforu Sağlamak İçin Optimum Kontrol ve İzleme/Gözleme Sistemi ................. 28

Güç Sistemlerinde Hata Analizi ve Kesicilerin Derecelendirilmesi ...................................................... 32

Şehirlerde Lora IoT Tabanlı Akıllı Çözüm Uygulamaları ...................................................................... 35

Küçük ve Orta Ölçekli Kurumlarda Enerji Verimliliği ve Sürdürülebilirliği (Market ve Şarküteri) ..... 38

Yapay Sinir Ağlarına Dayalı Metal Oksit Gaz Sensörleri Kullanarak Yangın Algılama ........................ 41

Çalışanların Kapalı Alanlarda Düşük Enerji Teknolojileri ve Görüntü İşleme Kullanılarak Takip

Edilmesi ................................................................................................................................................. 44

Güneş Enerjisi İle Çalışan Taşınabilir AC Güç Kaynağı ......................................................................... 47

Güneş Enerji Sisteminin Uzaktan Takibi ve Kontrolü .......................................................................... 50

Nesnelerin İnterneti (IoT) İçin Kablosuz Erişimin Donanımsal Gösterimi ........................................... 54

Hava Durumu Bilgilerini Ölçmek İçin Arduino Kontrollü Telemetri Ünitesi ....................................... 57

İnsansız Keşif Robotu ............................................................................................................................ 60

El İzleme İle İnsansız Kara Aracı ........................................................................................................... 63

Mikro Şebeke ve Yük Talebinin Ekonomik Analizi ............................................................................... 66


Otonom Depo Robotları

Alper Batuhan Coşkun

Onur Parlak

Berk Özdemir

Akademik Danışmanlar

Prof. Dr. Mustafa GUNDÜZALP

ÖZET

Projemiz, depo ortamlarında güvenlik, verim, tasarruf üzerine kazanç sağlamak üzere ‘Otonom

Depo Robotlarını’ geliştirmeyi ve kullanmayı konu almaktadır. Robotları araç formunda

geliştirerek depo ve istenen diğer fabrika ortamlarında ürün veya malzeme taşınmasını

sağlamayı hedeflemekteyiz.

Günümüzde, üretim süreçlerinin giderek otonom hale gelmesi ve verimlilik, kazanç gibi

kavramların önem kazanması sonucunda depo robotlarının ihtiyaç haline gelmesi nedeniyle

projemizin üretimde süreçlerinde önemli olacağını düşünerek bu projeyi seçmeyi tercih ettik.

Projemizde prototip aşamasında maliyeti düşürmeyi hedefledik, örneğin; bu nedenle asıl proje

hedefimiz olan PLC yerine Arduino kullandık. Yazılımsal ve donanımsal sorunları ayrı olarak

ele alarak çözümlere ulaşmaya çalışmaktayız.

Anahtar Kelimeler: Depo robotlar, Arduino, Otonom sistemler

1. PROJENİN AMACI

Projemiz üretim sürecinde depolama üzerinde yoğunlaşmakla beraber üretim hatlarında ihtiyaç

duyulan malzemelerin en hızlı ve hatasız şekilde istenilen yerlere ulaşmasını gerçekleştirmeyi

amaçlamaktadır. Tasarladığımız araçlar optimize koşulları değerlendirerek, ihtiyaç duyulan

veya siparişe hazırlanması gereken malzeme ve ürünlerin fabrika içinde istenen yerlere

ulaştırılmasını ve depolanmasını sağlayacaktır. Bu yaklaşım ile insan hataları en aza

indirilmekte, enerji ve zaman tasarrufu sağlanmaktadır. Fabrika içerisinde taşıma yapacak olan

araçların konumları dikkate alınarak istenen görevlerin konum olarak en uygun araç tarafından

yapılmasıyla birlikte enerji ve zaman kullanımı optimize edilecektir.


2. YÖNTEM

Depo robotlarının kontrolünü sağlamak için mikrodenetleyici olarak Arduino Mega kullandı.

Arduino Mega ile birlikte sonar ve kızılötesi sensörler, motor sürücü, batarya, voltaj düşürücü

ve bluetooth modülü kullanıldı. Temel olarak araçların çalışma mantığı bluetooth modülü ile

aldığı koordinatlara farklı sensörlerden gelen verileri düzenli olarak kontrol ederek en düşük

hata oranı ve enerji sarfiyatı ile ulaşmak. Arac üzerinde 6V 4 adet Dc motor bulunmakta ve bu

motorlar l298n motor sürücü ile kontrol edilmekte. Kızılötesi sensörler aracın çizgi izlemesini

sağlamakta ve sonar sensörler beklenmeyen nesneler veya durumlarda kaza risikini azaltmak

ve aracın durmasını sağlamakta. Şekil.1 sensörler ve modüllerin bağlantı sekli gösterilmektedir.

Şekil.1 Sistemin Genel Diyagramı

Sistemin doğru bir şekilde işlemesi için yerine getirmemiz gereken temel yazılımsal ve

donanımsal gerekliler ve bunların alt gereksinimleri Şekil.2’de belirtilmektedir. Projenin


gereksinimlerin hepsini başarılı bir şekilde yerine getirmesi durumun da ortaya bir bütün olarak

yöntemimiz çıkmaktadır.

Şekil.2 Otonom Depo Robotları Sistem Gereksinimleri

3. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Projemizde kaydettiğimiz ilerleme; iki araç, haberleşme modülü bulunmaktadır. Projede

ilerlemek istediğimiz nokta araçların birbirleri ile haberleşerek istenilen noktalara sorunsuz bir

şekilde yük taşımasıdır. İlerleyen zamanlarda ek olarak araçların tasarımını değiştirmeyi

düşünüyoruz. Böylece araçların dönüş konumlarında daha sorunsuz dönmeleri mümkün

olacaktır.

Bu projeyi yapmamızdaki amacımız; fabrika depolarında forkliftleri tamamen kaldırıp

onlardan kaynaklanan sorunları minimuma indirgemektir. Yapacağımız araçlarla depodaki

malzemeler hızlı ve güvenli bir şekilde taşınacaktır. Araçlarda herhangi bir sorun olduğunda

daha kolay tamiri olacaktır ve depodaki yük taşımada herhangi bir aksama meydana

gelmeyecektir. Araçlara fabrikadaki görevlilerden biri yaklaşması durumunda araçlar olası

kazaları engelleyebileceklerdir.

KAYNAKLAR

[1] X Liu, J Cao, Y Yang, S Jiangi, CPS-Based Smart Warehouse for Industry 4.0,2018

[2] S Vongbunyong, P Roengritronnachai,Multiple Products Management System with

Sensors Array in Automated Stroage and Retrieval Systems,2018

[3] M Fischer, R Holmberg, Reorienting a Distance Sensor,2016, United State.

https://scholar.google.com.tr/citations?user=BaChLEEAAAAJ&hl=tr&oi=sra

https://scholar.google.com.tr/citations?user=q2jH-3sAAAAJ&hl=tr&oi=sra

https://scholar.google.com.tr/citations?user=MQvAHREAAAAJ&hl=tr&oi=sra

https://scholar.google.com.tr/citations?user=WXF5z0EAAAAJ&hl=tr&oi=sra


Biyometrik Erişim Kontrol Sistemi Tasarımı

Alperen HELVA

Ata Yaşar PAYKOÇ

Alper SUKAR


Dr. Nalan ÖZKURT

ÖZET

Projenin ana konusu, giriş izni olan kişilerin veya çalışanların güvenli binalara erişimini kontrol

etmektir. Bu projede, eğer kişi tanımlanmış ise giriş izni için kişinin yüz hatları kullanılmakta ve izni

olan kişiler binaya güvenli ve hızlı bir giriş sağlamaktadırlar. Projede, kamera ve OpenCV

kütüphanesinden Haar ve Local Binary Patterns(LBP) gibi algoritmalar kullanılmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Yüz tanıma, öznitelik, Raspberry Pi, Haar algoritma, LBP algoritma

1. PROJENİN AMACI

Bu projede sistem, Raspberry Pi 3[4] ve Raspberry Pi kamerasından oluşmaktadır. Yazılım

tarafında ise sistemde Python, OpenCV[1] ve öznitelik belirleme kısmında Haar[2] ve LBP[3]

kullanılmaktadır.

Sistem, kullanıcı verisinden yeni kullanıcılar ekleyip çıkarabilecektir. Sistemin bu kısmı Python

kodlarından oluşmaktadır. Kullanıcıların yüz hatları text formatında toplanır bu da sistemin veri

tabanı kısmını oluşturmaktadır. Sistemin gerçek zamanlı olarak kullanılması planlandığı için

en önemli nokta, yüzü tanıma süresinin 1 dakikadan az olmasıdır. Sistemi hızlandırmak için

kullanıcıların yüz görüntülerinden elde edilen öznitelikler şifreli veri tabanında tutulmaktadır.

Kullanıcı geldiğinde yazılan Python-OpenCV yazılımı ile yeni resimden elde edilen öznitelikler

veri tabanındakiler ile karşılaştırılmaktadır, eğer kullanıcı, sistem tarafından tanındıysa kapı

açılmakta ve giriş izni verilmektedir.

2. YÖNTEM

Sistem, Raspberry Pi 3 ile kurulan bir sistemdir. Sistem blok diyagramı Şekil 1’de

görülmektedir. Raspberry Pi 3 kamerasından alınan görüntülerden, yüz matrisleri


oluşturulmakta ve OpenCV’deki Haar ve LBP algoritmaları ile çıkarılan öznitelikler veri

tabanına yığın bilgi olarak gönderilmektedir. Kişi giriş kapısına geldiğinde kamera ile alınan

resimden öznitelikler çıkarılmakta ve bu öznitelikler veri tabanı ile karşılaştırılmaktadır. Eğer

kullanıcı veri tabanında mevcutsa kullanıcı, giriş için onaylanmaktadır. Raspberry Pi, kapıya

açılması için sinyal göndermektedir ama kullanıcı kapıda onaylanmaz ise Pi, kapının açılmasına

izin vermemektedir. Veri tabanında kullanıcıların öznitelikleri güvenlik amacıyla şifreli olarak

tutulmaktadır. Şekil 2’de sistemden alınan bir görüntü bulunmaktadır.

Şekil 1. Biyometrik Erişim Kontrol Sistemi Tasarımı detaylı blok diyagramı

Şekil 2. Sistem ara yüzünün genel görünümü


Sistemin avantajları;

Raspberry Pi 3 kolayca bulunmaktadır ve pahalı olmayan bir cihazdır. Kurulumu

için insan gücüne ihtiyaç duyulmamaktadır.


Sistem, yüzden alınan fotoğrafı işlemesi ile çalışmaktadır, X-Ray gibi zararlı

cihazlara gerek duymamaktadır.

Sistem, kripto kodlar ile tasarlanmaktadır ve sistemi sadece kullanıcılar kontrol

etmektedir.

Sistem, güvenli ve hızlı olacak ayrıca kurulumu yaklaşık bir buçuk saatte

tamamlanabilir.

Sistemin dezavantajları;

Diğer tüm teknolojik cihazlar gibi bu cihazın da kırılması mümkündür. Ancak

kullanılan şifreleme algoritması ile bunun daha zorlaştırılması planlanmaktadır.

Güvenli bir sistem yaratabilmek için, hızdan ödün verilmektedir.

Geliştirilebilir yanlar:

Kullanılan özel parametreler artırılıp daha güvenli yapılabilir.

Sistem başarısı arttırılabilir.

KAYNAKLAR

[1] Bradski, G., & Kaehler, A. (2008). Learning OpenCV: Computer vision with the OpenCV library. "

O'Reilly Media, Inc.".

[2] Wilson, P. I., & Fernandez, J. (2006). Facial feature detection using Haar classifiers. Journal of

Computing Sciences in Colleges, 21(4), 127-133.

[3] Zhang, L., Chu, R., Xiang, S., Liao, S., & Li, S. Z. (2007, August). Face detection based on multi-

block LBP representation. In International Conference on Biometrics (pp. 11-18). Springer, Berlin,

Heidelberg.

[4] R. Pi, "Raspberry pi," Raspberry Pi, vol. 1, p. 1, 2013


Projektör Odaklama için Görüntü İşleme Teknikleri Kullanan bir

Denetleyicinin Gerçekleştirilmesi

Umut PEHLİVAN

Ahmet Mert BAYRAK

Burak KURT

Akademik Danışman


ÖZET

Türkiyede binlerce insan metro hatlarını kullanıyor. Bu sebepten dolayı metrolar, reklam sektörü için

önem arz eden bir alan. Bu proje ile sunduğumuz inovatif ve yaratıcı medya çözümleri metrolarda

kullanılmaya başlanabilecek. Dizayn edilen ürün bir Arduino,ultrasonik mesafe sensörü,medya

oynatma aygıtı ve autofocus cihazı içermektedir. Bu projede bir projektör yardımı ile metro tünel

duvarlarına metro vagonun iki tarafından fotoğraf veya video yansıtılacak ve metro ile duvar arasındaki

mesafe değişse bile net ve akıcı bir görüntü elde edilebilecek.

Anahtar Kelimeler: reklam sektörü, arduino

1. PROJENİN AMACI

Metro tüneli içi reklamcılık dünyada çok fazla olmasa da son yıllarda kullanılmaya başlanan

teknolijilerden birisidir. Ülkemizde bu konuda birkaç girişim denemesi olmuştur fakat bir sonuca

varılamamıştır. Bu sebepten dolayı Türkiye’de bu tarz bir sektöre gereksinim vardır. Bu proje ile

amacımız bu sektöre yönelik bir cihaz tasarlamaya çalışarak bu eksikliği gidermektir. Projenin en büyük

amacı metro hareket halindeyken metro duvarlarına kesintisiz ve akıcı bir görüntü yansıtarak yeni bir

sektör yaratmaktır. Ayrıca bu proje ile amacımız reklam gelirlerini belediyelere veya yetkili kurumlara

aktarmak ve dolaylı olarak projenin kendini sürdürmesini sağlamaktır.


2. YÖNTEM

Şekil 1. Autofocus sisteminin blok diagramı

Fotoğraf veya videolar sd kart yardımı ile medya oynatıcı aygıtına aktarılır. Projektör bu içeriği

kullanarak tünel duvarlarına medyayı yansıtır. Arduino ve ultrasonik ölçüm cihazı sürekli olarak metro

ve duvar arasındaki mesafeyi ölçer. Bu ölçümden sonra arduino bir step motor yardımıyla projektörün

autofocus’unu yapar ve net,akıcı bir görüntü elde edilmiş olur. Şekil 1.’de görüldüğü gibi medya

oynatıcı projektöre direk olarak bağlanmaktadır. Bu oynatıcı bir telefon veya laptop olabilir.

Şekil 2. Ürünün 3 boyutlu dizaynı. (1):Step motor,(2): Arduino, (3): Mesafe sensörü, (4):

Projektör


Günümüzde metrolarda farklı reklam yöntemleri kullanılmaktadır fakat bu yöntemler çok kısıtlı

bir kitleye ulaşıyor ve çok verimli olmuyor. Bu proje ile metro reklamcılığına farklı bir bakış açısı

getirmeyi planlıyoruz. Diğer bir fayda ise yolcuların dış duvar görmesi yerine yansıtılan videolar ile


yolcuğun biraz daha eğlenceli geçmesini sağlamaktır. Öte yandan sürekli bir reklam akışı görüntü

kirliliği olarak nitelendirebilir. Bunun önüne geçmek için tanıtım videoları yansıtılabilir.

KAYNAKLAR

1] Arduino. 2017. Arduino-Home. [ONLINE] Available at: https://www.arduino.cc/. [Accessed 22 December 2017].

[2] Butziger, J. M., & Messina, G. (2002, April). A new twist on an old technology: underground movies benefit public transportation. In Railroad Conference, 2002 ASME/IEEE Joint (pp. 87-94). IEEE.

http://ieeexplore.ieee.org/document/1000099/


Taşınabilir EKG İzleme Sistemi

A. Doğukan ERTEN

S. Can SAVCİ

H. Berkay HASDEMİR

Akademik Danışman

Dr. Nalan ÖZKURT

ÖZET

Bu projede taşınabilir bir Elektrokardiyografi izleme sistemi tasarlanacaktır. Tasarlanacak olan izleme

sisteminin hafif ve ufak boyutlu olması konfor açısından hastayı rahatsız etmeyecek ve kendi verilerine

anlık olarak erişim sağlayacaktır. Tıbbi sistem verilerinin ölçümü ve işlenmesi için Arduino tabanlı

kontrolcü kullanılacaktır. Taşınabilir izleme sistemi, insan vücudundan fiziksel olarak ölçülen verileri

mikrokontrolör yardımıyla işler ve Bluetooth aracılığıyla kablosuz olarak mobil cihaz ile haberleşip,

oluşturulan kullanıcı arayüzü (UI) üzerinden izlenmesini sağlar. İnsan sağlığı kalitesi için izlenecek

hayati işaretler Elektrokardiyografi (EKG), Kan Oksijen Doyma Seviyesi (SpO2) ve nabızdır.

Anahtar Kelimeler: Taşınabilir, EKG, Arduino tabanlı kontrol sistemi, İzleme, Bluetooth, Mobil

cihaz.

1. PROJENİN AMACI

Bu projenin amacı, hastaların EKG, nabız oranı ve kandaki oksijen satürasyonu gibi

değişiklikler gösteren verileri sürekli ve konforlu bir şekilde izlenmesini sağlamaktır. Sistem,

günümüz teknolojisinden yararlanarak alınan verileri kablosuz olarak iletmekte ve

görüntülemektedir. Bluetooth cihazı, sistem aygıtlarının aynı anda etkin bir şekilde izlenmesine

yardımcı olur. Gerçek zamanlı olarak, hastanın EKG, nabız oranı ve kandaki oksijen

satürasyonu sürekli ve doğru şekilde gözlemlenir. Dünya Sağlık Örgütü'ne (2017) göre, yüksek

kardiyovasküler riski olan kişilerin erken teşhis edilmesine ihtiyaç duyulduğundan tasarlanan

sistem hasta tedavisi gecikmesini azaltacaktır, hastanın ve doktorun sürekli gözlem yapmasına

yardımcı olacaktır. Bu projede, ölçülen hayati veriler mobil cihaz veya bilgisayar üzerinden eş

zamanlı olarak görüntülenecektir.


2. YÖNTEM

Sistemi oluşturan bileşenlerin bir karta entegrasyonu Proteus 8 Professional ve Tinker-CAD ile

oluşturulacak ürünün tasarımı ile gerçekleştirilecek. Uluslararası Elektro-Teknik Komisyon

(IEC) standartlarına göre [1], taşınabilir EKG izleme sistemi tasarlanacak, test edilecek ve

yapılacaktır. Şekil 1’de gösterilen projenin blok diyagramından anlaşılacağı üzere ham EKG

sinyalleri AD8232 EKG ölçüm modülü tarafından Eindhoven üçgeni metoduna göre belirlenen

noktalardan 3 Gümüş-Klorür elektrot (RA-LA-RL) vasıtasıyla toplanacaktır [2]. Kandaki

oksijen miktarını içeren ham analog sinyalleri MAX30102 modülü kullanılarak kontrolcüye

gönderilecektir. Yaşamsal biyopotansiyel veriler Arduino Nano mikrokontrolörü kullanılarak

analogdan dijitale dönüştürülecektir. Ölçümler, HC-06 Bluetooth modülü ile mobil cihaza

kablosuz olarak aktarılıp görüntülenecektir. Şekil 2’de ise oluşacak olan sistemin Proteus 8

Professional programı aracılığıyla çizilmiş olan tasarımının PCB üzerindeki yerleşimi

görülmektedir.

Şekil 1. Projenin Blok Diyagram



Proje sonucunda tasarlanacak ürünün taşınabilir, hafif ve kablosuz iletişim sağlaması

kullanıcıya ergonomik ve konforlu bir hizmet sağlayacaktır. Ayrıca sistemin, şarj edilebilir

olması ve düşük güç tüketmesi diğer muadil ürünlere göre avantajlı olacaktır. Ürün

kullanımının yaygınlaşmasıyla beraber toplum bilincinin oluşmasını sağlayıp kullanıcının

yaşam kalitesinin artması hedeflenmektedir. Ürün, kullanım amacına göre eklentiler yapılarak

geliştirilebilir. Teknolojik gelişimler takip edilerek ürünün sürdürülebilir olması sağlanabilir.

KAYNAKLAR

[1] Ju Hyun Kim & Eun Jeong Cho (2010, Mar). Electro-Mechanical Safety Testing of Portable ECG Devices

for Home Healthcare Usage. Retrieved 2017, Dec 8 from

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3089839/

[2] Fernández M. & Pallás-Areny R. (2000, Apr). Ag-AgCl electrode noise in high-resolution ECG

measurements. Retrieved 2017, Nov 3 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10820641

[3] World Health Organization (2017, May). Cardiovascular diseases (CVDs). Retrieved 2017, Oct 27 from

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs317/en/

[4] Electrocardiogram 2011 (n.d.). Ethical Issues. Retrieved 2017, Nov 3 from

https://www.sites.google.com/site/teamecg/ethical-issues

Şekil 2. Projenin PCB üzerine yerleşimi

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10820641

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs317/en/

https://www.sites.google.com/site/teamecg/ethical-issues


Ultrasonik Su Sayaçlarının Zaman Kayması Hesaplaması (Baylan

Water Meters)

Batuhan Emre Balaban

Ahmet Ozan Kaya

Şirket Danışmanları

Bahadır Yeşil, Baylan Su Sayaçları


Dr. Nalan Özkurt

ÖZET

Bu proje, içinden su akan bir boru üzerine yerleştirilen ultrasonik sensörler ile sinyal

göndererek, suyun debisini ölçmeyi sağlar. Sistemin kontrolü ve gerekli hesaplamaların bir

mikrokontrolör tarafından yapılacak ve bluetooth aracılığıyla istenilen aygıta aktarılacaktır.

Önerilen sistem, mekanik sistemlere göre, içinde hareket eden bir parça bulunmadığı için daha

uzun ömürlü, daha az bakım gerektiren ve daha uygun bütçelidir.

Anahtar Kelimeler: ultrasonik sensör, ultrasonik debimetre, Ardunio uno rev3, Bluetooth

1. PROJENİN AMACI

Günümüzde ultrasonik sensörler, gerek endüstriyel alanda, gerekse evlerimizde daha fazla

kullanım alanı bulmaya başlamıştır. Bu tip debimetrelerin tercih edilmesinin en önemli

nedenleri; daha uzun ömürlü olmaları, daha az bakıma ihtiyaç duymaları ve daha uygun bütçeli

olmalarıdır. Projemizin amacı, ultrasonik dalgalarla suyun debisini ölçerek, elde edilen bilgileri

Bluetooth aracılığı ile istenilen aygıta göndermektir. Sistemde hareket eden bir parçanın

bulunmaması ultrasonik debimetrelerin mekanik debimetrelere oranla daha fazla tercih

edilmesinin başında gelir.

2. YÖNTEM

Önerilen sistemin akış diyagramı Şekil 1’de verilmiştir. Sistem blok Şekil 2’de de görüldüğü gibi;

sirkülasyon pompası, boru, 2 adet piezoelektrik transdüser, ardunio mikrokontroler ve

Bluetooth modülünden oluşmaktadır.


Şekil.1 Akış Diyagramı

Şekil.2 Blok Diyagramı

Sirkülasyon pompası boruya bağlanacaktır. Ultrasonik sensörler borunun üstüne

yerleştirilecek ve miktrokontroler ünitesine bağlanacaktır. Bluetooth modülü de bu

miktrokontrolere bağlanacaktır.[1]


Şekil.3 Sistemin kurulumu ve çalışma prensibi [3]

Hesaplamalar:

L=d/sinθ L=Sensörlerin birbirine gönderdiği Ultrasonik Dalga

Upstream Upstream= Akıntı Tersi

tu=d/sinθ(c-vcosθ) d= Borunun Çapı

Downstream Downstream= Akıntı Yönünde

td=d/sinθ(c+vcosθ) V= Debinin Hızı

∆ t (Alınan Sinyaller Arasında ki fark) θ=Su akımının ultrasonik dalgalara olan açısı

∆ t=2 x d x v x sinθ x cosθ/c² c= Işık Hızı

Flow Velocity (Debinin hızı) A=Alan

V=(d/2sinθ x cosθ) x ∆t/tu x td

Mean(Ortalama)

K=V/Vm K burada ki düzeltici faktördür. Elde edilen hız ile teorik olarak bulunacak olan

hız birbirine bölünecektir. 1’e ne kadar yakın çıkarsa elde edilen sonuç o kadar yakın olacaktır.

Flow Rate=A x Vm


Sistemin en büyük avantajı, mekanik su sayaçlarından daha düşük bütçeli ve daha uzun ömürlü

olmasıdır. Ancak akan suyun debisi çok düşük olduğu zamanlarda, elde edilen bilgilerin

doğruluğu hala tam olarak kesin hesaplanamamaktadır. Bu konuyla alakalı en kolay çözüm

kullanılan borunun çapının düşük tutularak olabildiğince hızlı bir su akışı sağlamaktır [2].

KAYNAKÇA

[1]US300FM Ultrasonic Flowmeter, [Online], https://www.yokogawa.com/solutions/products-

platforms/field-instruments/flow-meters/ultrasonic-flowmeters/us300fm-ultrasonic-flowmeter/,

[Accessed March 2018].

[2] MB Ultrasonic Flowmeter, [Online], http://www.tek-trol.com/MB-Ultrasonic-Flowmeter

[3] Fujitek Ultrasonic Flowmeter, [Online],

https://www.fujielectric.com/products/instruments/products/flow_ultra/genri.html [Accessed

March 2018

https://www.yokogawa.com/solutions/products-platforms/field-instruments/flow-meters/ultrasonic-flowmeters/us300fm-ultrasonic-flowmeter/

https://www.yokogawa.com/solutions/products-platforms/field-instruments/flow-meters/ultrasonic-flowmeters/us300fm-ultrasonic-flowmeter/

http://www.tek-trol.com/MB-Ultrasonic-Flowmeter

https://www.fujielectric.com/products/instruments/products/flow_ultra/genri.html


Buzdolabı İçinde Çürüyen Bir Gıdanın Tespiti

Meriç Anıl İLÇİ

Melih AKNARÇAY

Servet AKIN


Prof. Dr. Cüneyt GÜZELİŞ

ÖZET

Bu projenin amacı, özellikle buzdolaplarında oluşan çürümüş ürün kokusunu algılamak için bir

düzenek tasarlamak ve geliştirmektir. Sistem, çürüyen ve çürümüş gıdalardan gelen kötü kokuyu

tespit edecek ve sahibine, başka gıdaları ve kullanıcının kendi sağlığını koruması için gerekli

önlemleri alabilmesini bir uyarı mesajı göndererek sağlayacaktır. Çürümüş ve çürüyen

gıdalardan gelen koku, rahatsız edici bir koklama hissi değil, insan sağlığı için potansiyel olarak

tehlikeli olabilen bir biyokimyasal maddedir. İnsan sağlığını korumanın yanı sıra, gıda atıklarını

önleyerek ekonomiye katkıda bulunacaktır. Ayrıca, gıda tüketimini azaltarak çevresel korumaya

katkıda bulunacaktır. Bu sistem elektronik bir devre olarak sensör, sinyal işlemcisi ve alarm

sisteminden oluşmaktadır.

Anahtar kelimeler: Koku algılamak, Sensör, Uyarı mesajı

1. PROJENİN AMACI

Günlük ihtiyacımız olan meyve, sebze ve süt ürünleri zamanla bozulur. Bir yumurtanın

çürüdüğünü veya çürümeye başladığı günler sonra fark edilebilir. Bu, buzdolabında diğer

ürünlerin bozulmasına ve kötü kokuların oluşmasına neden olur. Amacımız; sensör yardımıyla

çürümüş veya hasar görmüş yumurtaları saptamak ve kullanıcıya GSM aracılığıyla bilgi

vererek buzdolabında oluşabilecek kötü koku ve diğer gıdaların kirlenmesini önlemek.

2. YÖNTEM

Nihai ürün, bir sensör vasıtasıyla çürüyen yumurtanın kötü kokusunu tespit edecek ve bir GSM

modülü aracılığıyla kullanıcıya bir mesaj gönderilecektir. Sistem, kötü kokuyu diğer

kokulardan ayırt edebilecek ve koku seviyesi önceden belirlenmiş bir eşik seviyesinin üstünde


olduğunda hemen belirlenen bir cep telefonu numarasına mesaj yollayacaktır. Belirli bir koku

seviyesini tespit etmek için sistem kalibre edilecek.

Donanım; 4 ana bloktan oluşmaktadır. Bunlar;

1) Sensör: MQ 136 H2S sensör. H2S konsantrasyonunu algılar ve bir analog çıkış voltajı verir.

H2S çürümekte olan ve çürüyen gıdalardan (Yumurta temel alınmıştır.) gelen kokunun ana

bileşenidir.

2) Mikroişlemci: G/Ç kartı ve Processing/Wiring dilinin bir uygulamasını içeren geliştirme

ortamından oluşan bir fiziksel programlama platformudur.

3) GSM Modül: Arduinolarda kullanılmak üzere özel olarak uyarlanmış GSM modülü.

4) Güç Kaynağı: Sistem için gerekli voltaj çıkışlarına sahip bir SMPS güç kaynağı.

Şekil 1. Donanım Blok Diyagramı.


Sistemin Testleri

İlk test metan gazını algılayan bir sensör ile yapılmıştır.

Şekil 2. Normal şartlar altında algılanan gaz miktarı.

SENSÖ

R

MICROİŞLEMCİ GSM

MODÜLÜ

DC GÜÇ KAYNAĞI

Analog Giriş


Şekil 3. Metan gazı bulunan ortamda algılanan gaz miktarı.

Sistemin Avantajları

Kullanıcıya daha iyi bir akıllı ev aletleri kullanımı sunar. Kullanıcının dolabında bozulan ürün

varsa erkenden fark edilmesini sağlar.

Sistemin Dezavantajları

Kullanılan sensörün hidrojen sülfür (H2S) gazından farklı olarak karbon monoksit (CO), NH4,

kükürt dioksit gibi farklı gazlarını algılamasından dolayı sistemin düzgün çalışmasını

zorlaştırmaktadır. Ortam sıcaklığına göre gazın yoğunluğunun değişim göstermesi de sistemin

düzgün çalışmasını engelleyen diğer bir sebeptir.

Gelecekte Geliştirilebilir Yanları

Sisteme modem yoluyla iletişim desteği de sağlanırsa (kullanıcının evinde internet olduğu

temel alınarak) SMS yoluyla gönderilen mesaj azalacağından SMS ücretinde azalma

oluşacaktır. Bu da kullanıcının SMS maliyetini azaltacaktır. Birden fazla sensör kullanılarak

sistemin daha kararlı çalışması sağlanabilir.

KAYNAKLAR

[1] Ayşegül Uçar, Recep Özalp, Efficient android electronic nose design for recognition and

perception of fruit odors using Kernel Extreme Learning Machines, Firat University, 2017

[2] J.W. Gardner, P.N. Bartlett, A brief history of electronic noses, Sens. Actuators B Chem.

18 (1994) 211–220.

[3] J.W. Gardner, P.N. Bartlett, Electronic Noses: Principles and Applications,

OxfordUniversity Press, New York, 1999.


Yan Hizmetler Piyasasında Birden Fazla Bina İçin Optimal Bir Talep

Tepkisi Karar Aracının Tasarımı

Deniz GÜLER

Oğuz BAŞOĞLU


Dr. Emrah Bıyık

ÖZET

Bu çalışmada, elektrik şebekesinde ‘Yardımcı Hizmetler’ programına katılan ticari binaların Isıtma,

Soğutma ve Havalandırma (HVAC) sistemlerinde yaptığı kabul edilebilir sınırlar içinde kalan yük

düşümü belirlenerek, binaların olası en yüksek karı araştırılmaktadır. Hava durumu, elektrik fiyatı gibi

dış etken bilgileri kullanılarak bir optimal kontrol problemi oluşturulur. Daha sonra ‘Yardımcı

Hizmetler’ programına katılan her bir binanın termal model yapısı oluşturulur. Şebeke istikrarını

garantiye almak için Yardımcı Servis programına katılan binaların esnek HVAC(Isıtma, Soğutma ve

Havalandırma) yüklerini yönetmek ve bu binaların yüklerinin esnekliklerine gerçek zamanlı dağıtık bir

kontrol cihazı oluşturulur. Binaların simülasyon çalışması, DesignBuilder ve MATLAB programı

kullanılarak yürütülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Yardımcı Hizmetler, HVAC,

1. PROJENİN AMACI

Elektrik talebinin yüksek olduğu zamanlarda bu talebi karşılamak için ek elektrik santrallerinin

devreye alınmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bunu belirli oranda engellemek amacıyla, elektrik

müşterileri, tüketimin en yüksek olduğu zamanlarda elektrik kullanımını gönüllü olarak

kısaltabilir. Özellikle ticari binalardaki HVAC sistemlerinin, ucuz ve kaliteli yan hizmet

sağlayıcıları olarak talep yanıtı programlarında önemli bir potansiyele sahip olduğu literatürde

belirtilmiştir [1,2]. Bu projede, 5 adet farklı türde ticari bina göz önüne alınarak şebekeye

yardımcı hizmet sağlayıcı olarak değerlendirilmiştir. Her bir binanın 24 saat boyunca yük

düşümü kapasitesini hesaplamak için bir termal model yapısı geliştirildikten sonra yardımcı

hizmet programına katılan bütün binaların esneklik tahmini toplanıp, şebekeden yük düşüm

sinyali geldiğinde, hangi binaya ne oranda paylaşım yapılacağını belirlemek için bir

optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. Proje sonunda ekstra santral devreye alımını minimum

seviyeye indirerek, hem karbon salınımını engellemiş hem de tüketiciye düşürdüğü yük

oranında bir teşvik sistemi geliştirilmiştir.


2. YÖNTEM

2.1 Bina Termal Modeli

𝐶1𝑗��1

𝑗= ��𝑗𝑐𝑝

𝑗(𝑇𝑠𝑎

𝑗− 𝑇1

𝑗) +

𝑇2𝑗−𝑇1

𝑗

𝑅1𝑗 +

𝑇𝑜𝑎−𝑇1𝑗

𝑅𝑜𝑎𝑗 + 𝑃𝑑

𝑗 (1)

𝐶2𝑗��2

𝑗=

𝑇1𝑗−𝑇2

𝑗

𝑅1𝑗 + ∑

𝑇1𝑗

−𝑇2𝑗

𝑅𝑖𝑗 (2)

𝑇1𝑗 mahal(zone) hava sıcaklığını, 𝑇2

𝑗 mahal duvar sıcaklığını, 𝐶1

𝑗 ve 𝐶2

𝑗 havanın termal kütlesi

ve duvarın termal kütlesini, ��𝑗 besleme havasının kütlesel debisini, 𝑐𝑝𝑗 besleme havasının özgül

ısısını, 𝑇𝑠𝑎𝑗

besleme havasının sıcaklığını , 𝑅1𝑗 jth mahalinde hava ve duvar arasındaki termal

direncini, 𝑇𝑜𝑎 , dış hava sıcaklığını, 𝑃𝑑𝑗 tahmin edilen iç ısı kazancını (kişi, ekipman vb.), 𝑅𝑖𝑗 j

odasındaki duvar ve i komşu mahalindeki hava arasındaki termal direnci ifade eder.

2.2 Ticari Bina Modellerinin Geliştirilmesi

Bu bölüm bu çalışmada kullanılan bina modelini sunmaktadır. DesignBuilder, binaların ve

HVAC sistemlerinin termodinamik modellenmesi için kullanılan bir bina enerji simülasyon

aracıdır. Projede kullanılan alışveriş merkezi, mağaza, depo, orta ölçekli ofis ve büyük ölçekli

ofis DesignBuilder programı ile modellenmiştir. Bu program binanın termal davranışı

konusunda bize bir fikir verir ancak kontrol için uygun değildir. Bu yüzden DesignBuilder

verileri ile Eşitlik 1 ve 2 deki form kullanılarak ile lineer bir durum uzay modeli

oluşturulmuştur.

2.3 Optimal Kontrol Problem

Bina modeli geliştirildikten sonra, simülasyondan gelen sonuçlar ve Design Builder verileri

kullanılarak her bina için bir RC model ( durum uzay modeli) geliştirilir.

𝑇𝑘+1=𝐴𝑇𝑘 + 𝐵𝑢𝑢𝑘 + 𝐵𝑑𝑑𝑘 (3)

𝑇𝑘 mahal sıcaklığını, 𝑢𝑘 bir mahale(zone) giren termal enerjiyi,𝑑𝑘 ise iç ısı

kazancını(disturbance) ifade etmektedir. Hedefimiz k anından N anına kadar, her binada kabul

edilebilir konfor kısıtlamalarına uyarak ‘Yardımcı Hizmet ’programına katılan binaların toplam

karını en üst düzeye çıkarmaktır.

max ∑ 𝑐𝑘𝑁 𝑘=1 𝑃𝑙𝑜𝑎𝑑

𝑑𝑟𝑜𝑝 , ck: Teşvik birim fiyatı , 𝑃𝑙𝑜𝑎𝑑

𝑑𝑟𝑜𝑝 : Bir binanın elde ettiği yük düşümü

kısıtlar : 𝑇𝑘+1= 𝐴𝑇𝑘 + 𝐵𝑢𝑢𝑘 + 𝐵𝑑𝑑𝑘

𝑇𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑇 ≤ 𝑇𝑚𝑎𝑥


Şebekeden gelen elektrik ihtiyacı talebi, toplayıcıca iletilir. Bu bilgiye göre müşteriye

düşürdüğü yük miktarı başına bir fiyat belirlenir ve her bir binanın yük düşüm değerleri

toplanarak şebekeden gelen talebin karşılanıp karşılanmadığına bakılır.

2.4 Demo Sistemi Tasarlanması

Proje kapsamında bir demo sistem tasarlanacaktır. Bu sistemde şebeke , ‘Yardımcı Hizmet’ ve

evlerin iklimlendirme sistemleri temsil edilecektir. Oluşturulan sistemde Wemos D1 Wi-Fi

modülü, MCP9808 sıcaklık sensörü ve ThingSpeak internet platformu kullanılacaktır. Wemos

kartı hem binaların iklimlendirme sisteminin kontrolünü sağlamak hem de binaların sıcaklık

verileri internet ortamına yüklemek için kullanılacaktır. Ortam sıcaklığı MCP 9808 sıcaklık

sensörü yardımıyla ölçülecektir. Ölçülen bu sıcaklık verisi Wemos Arduino kartına,

ThingSpeak’e yüklemek için gönderilecektir. Bu projede ThingSpeak, bulut ortamı olarak

kullanılacaktır. Sıcaklık verirleri buraya kaydedilecek ve Yardımcı Servis bu verileri

optimizasyon algoritmasında kullanmak üzere bulut ortamından çekebilecektir


Şekil 2’de 5 farklı tip ticari bina arasından alışveriş merkezinin, yılın en soğuk günü olan 23

Şubat tarihi referans alınarak günlük güç tüketimi ve iç ısı kazancı grafiği verilmiştir. Bu iç ısı

kazanım değerleriyle oynanarak günlük tüketim değerleri nominal değerlere göre

düşürülmüştür.

0 50 100 1500

5

10

15

20

25

30

35

40

Zaman

To

pla

m G

üç T

üke

tim

i,kW

Alışveriş Merkezi 23 Subat Elektrik Tüketimi

Isınma

Elektrik

Aydınlatma

Şekil 1.‘Yardımcı Hizmet’ Blok Diyagramı

0 50 100 1500

20

40

60

80

100

Zaman

İç Isı K

azancı ,kW

23 Subat

Aydınlatma

Elektrikli Aletler

Doluluk Oranı

Pencereden gelen güneş ısı kazancı

Isınma

Şekil 1. 23 Subat günü 10 dakikalık simülasyon sonuçları


KAYNAKLAR

[1] Hao, He, et al. "Ancillary service for the grid via control of commercial building HVAC systems." American

Control Conference (ACC), 2013. IEEE, 2013.

[2] Lin, Yashen, Prabir Barooah, and Sean P. Meyn. "Low-frequency power-grid ancillary services from

commercial building HVAC systems." Smart Grid Communications (SmartGridComm), IEEE, 2013.


Binalarda Termal Konforu Sağlamak İçin Optimum Kontrol ve

İzleme/Gözleme Sistemi

Ayşegül Kahraman

Ş. Birce Ongun


Dr. Emrah Bıyık

Bu çalışmada, binalardaki enerji tüketimini ve tepe yükü talebini azaltmak için ısıtma, soğutma ve

havalandırma (HVAC) sistemlerini kontrol edebilecek bir algoritma geliştirilmiştir. DesignBuilderTM

simülasyon modeli, binanın belirli bölge özelliklerini ve termal geçiş dinamiklerini simüle etmek için

kullanılır. Bu modelle birlikte, seçilen mahallere yerleştirilen sensörlerden gelen veriler kullanılarak

çözüm için uygun bir matematiksel model elde edilir. Daha sonra, MATLAB'da oluşturulan model, bina

termal modelini ve konforunu dikkate alan Model Öngörümlü Kontrol (MÖK) algoritması ile 24 saatlik

kayan sonlu ufukta düzenli olarak ileriye bakarak her bir mahal için optimal sıcaklık ayar noktasını

bulacaktır. İlk simülasyon sonuçları, pik elektrik yükü talebinde %10-15 azalma olabileceğini

göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: HVAC, pik yük, Model Öngörümlü Kontrol (MÖK), termal konfor, termostatik kontrol.

1. PROJENİN AMACI

Günümüzde binalar enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 40’ına tekabül etmekte ve bunun %50’si

binalardaki HVAC sistemlerinden kaynaklanmaktadır [1]. Bu projedeki temel amacımız bina

HVAC tepe yüklerinin ve enerji tüketiminin azaltılması için yeni ve ölçeklenebilir en uygun

kontrol algoritmalarının geliştirilmesi, bunun uygulamasının yapılarak çalıştığının gösterilmesi

ve performans değerlendirilmesinin yapılmasıdır. Böylece, büyük binalar için önemli bir enerji

maliyeti yaratan HVAC sistemlerinin gerçek zamanlı kontrolüne olanak tanınmış olacaktır. Bu

sayede, binalarda tepe yük düşümü sağlanarak elektrik şebekesinde arz-talep dengesinin

sağlanmasına yardımcı olunması ve binaların elektrik faturalarında önemli ölçüde düşüş

sağlanması hedeflenmektedir. Geliştirilen algoritma ile termal konfordan %20’den fazla ödün

verilmeyeceği garanti edilmiştir. Bu kontrol algoritmasının geliştirilmesi, gerçek zamanlı

ölçümlerle desteklenmesi ve test edilmesi için Yaşar Üniversitesi T binası uygun görülmüş ve

gerekli izinler alınarak, 2. katında 3 sınıf ve bir koridor alanı seçilmiştir.


2. YÖNTEM

Binanın seçilen mahallerde termal konforunu kontrol etmek ve tepe yükünü düşürmek amacıyla

MATLAB’da bir algoritma geliştirilecektir. Bu algoritma için gerekli olan aşamalar;

Bina Dinamik Modeli

Bina dinamik modeli DesignBuilderTM simülasyon programı kullanılarak elde edilmiştir. Bu

model T binasının gerçek ölçü ve detaylı özellikleri dikkate alınarak oluşturulmuştur. Tüm bina

modellenmesine karşın gerçek ölçüm verileriyle de desteklenecek olması sebebiyle, mahal

sayısı 4 ile sınırlandırılmıştır. Bu 4 mahal, binanın ikinci katında 3 sınıf ve 1 koridor olarak

belirlenmiştir. Seçilen mahallere bir adet sıcaklık-nem sensörü ve 1 adet ısılçift (termokupl)

içeren sensör yerleştirerek, mahallerin sıcaklık-nem derecesi ile duvar sıcaklığı ve üfleme

sıcaklığı ölçülmektedir.

Optimum Kontrol Algoritması

Bu algoritma, Model Öngörümlü Kontrol (MÖK) tekniğini kullanarak farklı özelliklere sahip

çoklu termal bölgeler için optimum sıcaklık ayar noktası hesaplama problemini çözmektedir.

Şekil-1’de

gösterildiği gibi,

oluşturulan sistem

birim alandaki

insan sayısını, dış

hava sıcaklığını ve

elektrik fiyatlarını

güncel olarak

algoritma çözümlemesine dahil eder ve her bir mahal için optimum sıcaklıklıları bulur. 10

dakikalık aralıklarla mahal sıcaklıkları

düzenli olarak ölçülerek, 24 saatlik

kayan sonlu ufukta model yardımıyla

sistem dinamikleri tahmin

edilmektedir. Burada kullanılan

kontrol algoritması, merkezi HVAC

sistemlerine müdahale etmeden,

mahallere yerleştirilmesi planlanan termostatların kontrol edilmesini sağlayacaktır. Mahallerin

birbiri ile olan ilişkisinin ve birbirlerine olan etkilerinin matematiksel olarak modellenmesi

Şekil-2’de gösterilmiştir. Her bir direnç bitişik mahaller arasındaki termal dinamiği, her bir

Şekil 1. Blok Şeması

Şekil 2. Matematiksel Model


kapasite mahallerin termal kapasitesini temsil etmektedir. Bu ilişkilerin formüle edilmiş hali

Eşitlik (1)-(2) ile verilmiştir [2].

𝐶1𝑗��1

𝑗= ��𝑗𝐶𝑝

𝑗(𝑇𝑠𝑎

𝑗− 𝑇1

𝑗) +

𝑇2𝑗

−T1𝑗

𝑅1𝑗

+

𝑇𝑜𝑎−T1𝑗

𝑅𝑜𝑎𝑗

+ P𝑑

𝑗 (1)

𝐶2𝑗��2

𝑗=

𝑇1𝑗

− T2𝑗

𝑅1𝑗

+ ∑𝑇1

𝑖 − T2𝑗

𝑅𝑖𝑗𝑖 ∈𝑁𝑗

(2)

Burada, j termal mahal indeksi, 𝑇1𝑗ve 𝑇2

𝑗 hava ve duvar sıcaklığı, 𝐶1

𝑗ve 𝐶2

𝑗 mahal havası ve

duvarının termal kütleleri, ��𝑗 besleme hava kütle akış hızı, 𝐶𝑝𝑗 hava özgül ısısı, 𝑇𝑠𝑎

𝑗 üfleme hava

sıcaklığı, 𝑅1𝑗 termal direnci, 𝑇𝑜𝑎 dış hava sıcaklığı, P𝑑

𝑗 tahmin edilen iç ısı kazancı ve 𝑁𝑗

komşular kümesidir. Eşitlik (1) ve (2) kullanılarak oluşturulan model MÖK tekniği

uygulanarak, yeni ve optimal termostat ayar noktasını Eşitlik (3) ile çözüme ulaştırmaktadır [2].

min𝑄

𝐽 = ∑ 𝑃𝜋𝑑,𝑘 + 𝑄𝑘𝑇𝑅𝑘𝑄𝑘 + 𝑠𝑘

𝑇𝑊𝑠𝑘

𝑁

𝑘=1

(3)

J amaç fonksiyonu, 𝜋𝑑,𝑘 termal konfor parametresi, 𝑄𝑘 verilen ya da çekilen ısı, 𝑆𝑘 kısıtların

aşılmasından kaynaklı ceza terimi ve P, R, W matrisleri amaç fonksiyonunun ağırlıklarıdır.


DesignBuilder simülasyon programından elde edilen sonuçlar Şekil-3’de tek bir mahal için

(yılın en soğuk gününden) 10 dakikalık aralıklarla alınan ısıtma, aydınlatma, camlardan gelen

güneş enerjisi ve insanlardan kaynaklanan yükleri göstermektedir. Simulasyon sonuçları ve

ölçüm verileri kullanılarak çözümlenen MÖK algoritması sonucunda ulaşılması beklenen

sonuç, elektrik talebinde

%10-15 arası düşüştür

[3]. Yapılan uygulama

ısıtma sezonu için

uygulanıyor olup, so-

ğutma sezonunda alınan

sensör verileri ile des-

teklenerek, aynı şekilde

bir sonuç bulunması

beklenmektedir.

Şekil 3. T_212 Sınıfı Enerji Tüketim Miktarları


KAYNAKLAR

[4] Annual Energy Outlook 2012. (2012, June). US Energy Information Administration.

[5] Biyik, E., Brooks, J. D., Sehgal, H., Shah, J., & Genc, S. (2015, July). Cloud-based model predictive

building thermostatic controls of commercial buildings: Algorithm and implementation. In American

Control Conference (ACC), 2015 (pp. 1683-1688). IEEE.

[6] Razmara, M., Maasoumy, M., Shahbakhti, M., & Robinett III, R. D. (2015). Optimal exergy control of

building HVAC system. Applied energy, 156, 555-565.


Güç Sistemlerinde Hata Analizi ve Kesicilerin Derecelendirilmesi

İbrahim Mete Çiçek

Erkan Çetinyamaç

Caner Onat


Dr. Hacer Şekerci

ÖZET

Güç sistemleri, sürekli çalışan ve insanların günlük hayatlarını devam ettirebilmeleri üzerine doğrudan

etkisi olan sistemlerdir. Bu nedenle sistemi, üzerinde olağan dışı gelişen kısa devre veya aşırı yükleme

gibi hatalardan korumak gerekmektedir. Hata durumlarında, devre kesici anahtarlar, sistemimizde

dolaşan ve tehlike barındıran bu yüksek akımı hızla kesmelidir. Güç sistemlerinde, devre kesicilerin

seçimi gerçekleşebilecek çeşitli hata tipleri ve güç iletiminde sürekliliğinin bozulması gibi etkenler göz

önüne alınarak yapılmalıdır. Test değerleri olarak “IEEE 14 Bus” sistemi üzerinde hata analizi yaparak

güç sistemlerine uygun kesici seçilecektir. Projemiz kullanıcıdan gerekli değerleri alarak Matlab’da

hata analizi yapacak. Sistemde oluşan hatanın analizi yapılırken üç tip hata göz önüne alınacak ve

oluşan hatanın hangisi olduğu tespit edilecektir. Her bar için oluşacak bütün hatalar hesaplanacak ve

kesici listesi önerilecek, yük akışı analizi ve hata analizi ile her bir barın kısa devre gücü tespit edilecek

ve bu kısa devre güçlerine göre aynı zamanda kesicilerin diğer seçim kriterleri puanlandırılıp ideal

kesici seçimi yapılacaktır. Bu proje devre kesicilerin, belirli hata tiplerini ve sistem güvenliğini

gözeterek en uygun kesici seçimini ortaya çıkarmak ve kullanılmak üzere son kullanıcıya bildirmek üzere

yapılacak teorik bir çalışmadır.

Anahtar Kelimeler: Hata Analizi, Devre Kesici Anahtar, Güç Sistemleri, IEEE 14 Bus, Matlab, Kısa Devre

1. PROJENİN AMACI

Güç sistemleri ve iletim hatları günden güne büyüyen karmaşık bir yapıdır. Bu durum hata riskinin, hata

durumunda oluşacak zararın ve tehlikenin de günden güne arttığını göstermektedir. Projenin ilk amacı,

olası hata tiplerini analiz ederek, sistem üzerinde hangi hata tipinin hangi noktada ortaya çıktığını ve

kısa devre akımını belirlemektir. Bu bilgileri ve gerilim, admitans, reaktans vb. sistem elemanlarından

gelecek verileri gözeterek en uygun devre kesicinin seçilmesidir. Bir güç sisteminde, sistemin herhangi

bir hasar görmesini önlemek ve kararlılığı sağlamak için devre kesicinin derecelendirilmesi muhtemel

arızalara uygun olarak yapılmalıdır. Sistem üzerindeki elemanlar ve değerleri bir kullanıcı ekranı ile

son kullanıcıdan alınabilecek ve bu sayede proje farklı sistem yapıları (14, 30 or N Bus) için de kullanışlı

hale gelecektir. Birincil amaç; Matlab aracılığıyla simülasyon olarak gerçekleştirilecek bu projenin,


gerçek durum senaryolarında, sistemimizde olası bir hata oluşması halinde, patlama, yanma vb.

tehlikelerden doğacak insan hayatı, çevre güvenliği, kaynak ve zaman kaybını önleyebilecek devre

kesici değerini uygulanmak üzere son kullanıcıya iletecek olmasıdır. İkincil olarak, devre kesiciler için

uygun değerleri seçme vasıtasıyla akademik olarak ilgili konuya katkıda bulunmak ve arıza analizi

konusunu incelemektir. Projemizin avantajları: Bir şirkete bağlı olmayan projemize, konunun kapsamlı

bir şekilde incelenmesinden sonra iyileştirmeler veya eklemeler yapılacaktır. Güç sisteminin korunması,

kamu güvenliğinin ve gelişiminin devamlılığını sağlayacak ve sağlık, eğitim, ulaşım ve çevre koruması

da dahil olmak üzere pek çok hizmetin devam etmesine katkıda bulunacaktır.

2. YÖNTEM

Yöntem en kısa diyemi ile sistemimizde oluşabilecek hata sonrası her bir bar ve hatta meydana çıkacak

akımını (I fault) hesaplayacak algoritmayı Matlab aracılığıyla yazmaktır. Elektrik mühendisliğinde güç

iletimi, tüm elemanları birbirine bağlı bir güç sistemdeki elektriksel akımın sayısal analizidir. Bu

nedenle güç iletimi konusu, “tek hat şeması” ve “per-unit sistemi” gibi sadeleştirilmiş veya bir durum

için özelleştirilmiş tanımlamalar içerir. Aynı zamanda, gerilim, gerilim açısı (faz), gerçek güç ve reaktif

güç gibi alternatif akım devrelerinde bulunan parametreler ile ilgilenir. Projenin yöntemi, steady-state

durumundaki bir sistemin transient anındaki parametre değerlerini öğrenerek sistemden kaynaklı lineer

olmayan eşitlikleri çözmektir. Benzer mantıkla çalışan ve doğrusal olmayan denklemleri çözümleyen

metodlar arasından proje için en uygun olanı Newton Raphson metodudur.

Şekil 1. Newton Raphson Loadflow analizi sonuçları



Gereken adımları izlediğimizde programımız, aşağıdaki makul sonuçları vermelidir. Bu sonuçları

almak için sıralı Y-Bus'lar oluşturulur ve daha sonra sıralı Z-Bus'lar elde etmek için ters çevrilir.

Ardından, farklı hata türlerinde arıza sonrası bara gerilimlerini ve arıza akımını hesaplamak için Z-

Bus'ların diyagonal değerlerini kullanmak mümkündür.

Şekil 2 – Arıza tipini kullanıcıdan aldığımızı gösteren programızın arayüzünden bir görüntü

KAYNAKLAR

[1]. IEEE 14 Bus System. (n.d.). Retrieved December 2, 2017, from

https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/46067-ieee-14-bus-system

[2]. Anderson, P. M. (1995). Analysis of Faulted Power Systems. The Institute of Electrical and

Electronics Engineers, Inc.

[3]. Markovic, M. D. (2009). Fault Analysis in Power Systems by Using the Fortescue Method.

TESLA Institute.

[4]. Saadat, H. (1998). Power System Analysis. Milwaukee Scholl of Engineering. WBC

McGraw-Hill.


Şehirlerde Lora IoT Tabanlı Akıllı Çözüm Uygulamaları

Furkan Bora DOĞANOĞLU

Kubilay BEDİR

Ceren MERT


Bahadır YEŞİL



ÖZET

Kablosuz iletişim sistemleri son yıllarda oldukça fazla talep gören ve kullanılan bir sistemdir. Bu

sebepten dolayı daha fazla araştırma ve geliştirme gerektiren bir alana sahiptir. Kablosuz olarak

kullanılan bir çok cihaz mevcuttur, bunlardan bazıları şu şekildedir: Kablosuz kulaklıklar (Bluetooth),

kablosuz akıllı priz (Wi-Fi), Kablosuz mouse klavye setleri (Bluetooth) vb. ürünler mevcuttur. Projemiz

konu olarak akıllı sistemler çerçevesinde şekillenecektir. Akıllı sistemlerin alt konusu olarak

belirlediğimiz akıllı sensörler uygulaması kapsamında yeni nesil iletişim teknolojileri kullanılarak

sensörlerden gelen verilerin ağ geçidine aktarımı gerçekleştirilecektir. Projede Türkiye’de ürün olarak

bulunmayan LoRa adlı ürün kullanılacaktır. LoRa; düşük enerji tüketimine sahip ve uzun menzilli veri

iletimine imkan sağlayan bir fiziksel katmandır. LoRa geniş spektrum teknoljisiyle çoklu frekans

kanalları kullanan radyo frekansları ile çalışan bir teknolojidir[1].Ayrıca herhangi bir kaynaktan

bağımsız, sadece üzerindeki Lipo pil yardımıyla tamamen taşınabilir yapıya sahip olup düşük enerji

tüketimlerinden dolayı uzun süreler aktif halde kalacaktır. Bu teknoloji kullanarak büyük bir proje

gerçekleştiren bir şirket bulunmamaktadır. Üretici firması ve IBM gibi büyük şirketlerin testlerine tabii

tutulmuştur. Henüz Türkiye’de hiç bir uygulaması ve satışı gerçekleşmemektedir.

Anahtar Kelimeler: Kablosuz iletişim, Lora, Düşük enerji

1. PROJENİN AMACI

Radyo dalgalarıyla haberleşme sağlayan sistemler uzun zamandan beri kullanılmaktadır. Çağımızda

günlük yaşam içinde pek çok radyo dalgasını kullanır ve bu dalgalara maruz kalırız. Kablosuz olarak

işlerin çoğunda radyo dalgalarını kullanırız. Örneğin uzaktan kumandalar ve Ultrason gibi cihazlar.

Bilim ve teknolojide radyo dalgalarının kullanımı oldukça yaygındır. Radyo frekanslı sistemler, veri

toplanan yerin değişken ve ana bilgisayardan uzak olduğu durumlar için ideal çözümü


oluşturmaktadır. Bu sistemler sahadan gerçek zamanlı işlem yapabilme olanağı yarattığından dolayı

özellikle depolama, sipariş toplama, yükleme ve boşaltma gibi işlemlerde yaygın olarak

kullanılmaktadır..[2]

Bu projenin amacı, sensör verilerinin ve suyun kalitesini herhangi bir ağ gereksinimine ihtiyaç

duymadan uzak mesafelere aktarılabilmesidir. Spesifik olarak amaçlar,

• Su içindeki bir sensörün okuduğu değerleri herhangi bir ağ gerekmeden fabrika dışındaki kurulacak

olan ana ağ geçidine aktarılması,

• En önemli özelliklerinden biri olarak kapalı alanda konum belirleyebilme özelliğine sahip olması,

• Düşük maliyetli ve kompakt boyutlarda olması ve yerli tasarım olarak üretilebilir olması,

2. YÖNTEM

Sensörlerimizdeki sıcaklık, nem, basınç ve asit tabanı dengesi verileri kablo bağlantısıyla ağ geçidine

gönderilir. Ağ geçidinden gelen sensör verileri üç farklı porttan STM 32 kartına gönderilir ve veriler

LoRa modüllerine aktarılır. LoRa modüllerine eriştikten sonra uzaktaki sensörlere daha fazla enerji

gönderilir. Yakındaki sensörlere daha az enerji gönderilir ve bilgi alışverişi tamamlanır. Enerji seviyeleri

belirlendikten sonra, LoRa modülleri birbirleriyle iletişim kurar ve sisteme veri aktarımı tamamlanır.

Şekil 1. Sistemin Blok Şeması

Şekil 1’de görüldüğü üzere alınan verilerin kullanıcı ara yüzünde ulaşana kadar izleyeceği yol

şemasıdır. Sırası ile hangi yollardan kimler arasında bağlantılarla verilerin ilerlemesi

gerektiğini göstermektedir


3.SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Günümüzde kullanılan birçok haberleşme yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemler arasında en

çok kullanılan ve en verimli olduğu düşünülen haberleşme şekli GSM operatörleriyle

yapılmaktadır. Fakat bu yöntem her bir haberleşme gerektiren ürüne uygulandığında aylık

olarak çok yüksek maliyetlere sebep olmaktadır. Bu durumu en aza indirgemek ve geleceğin

haberleşme altyapısını değiştirmek adına kullanacağımız LoRa teknolojisinin önemi büyüktür.

Ayrıca parametrelerin ayarlanmasıyla mesafenin, etkinliğinin ve işlevselliğinin artırılması çok

kolaydır. Böylece bu teknoloji projemiz açısından çok faydalı olacaktır.

Bu uygulama şu an yeni bir teknoloji içerdiği için yerli olarak bir uygulaması bulunmamakla

birlikte yurt dışında da ürün çalışmalarına yeni yeni yatırımlar yapmaktadır. Biz de projemizde

günlük alanda kullanılan Lora teknolojisini geliştirerek, yurtdışından hazır alınan sistemlere

göre maliyeti daha düşük bir sistem üretmeyi istemekteyiz. Ayrıca bu çalışmanın

geliştirilmesiyle birlikte ileride tamamı yerli ve sistemlere özgü tasarlanan uygulamalarının

sanayimizde de yaygınlaşacağına inanıyoruz. Bu durumun yeni bir iş dalı yaratacağını ve dışa

bağımlılığı azaltacağını, hatta dışa satılabilir tasarımları ortaya çıkarabileceğini düşünüyoruz.

KAYNAKLAR

[1] M . Centenaro, L. Vangelista, A. Zanella, and M. Zorzi, “Long-range communications in

unlicensed bands: The rising stars in the iot and smart city scenarios,” IEEE Wireless

Communications, vol. 23, no. 5, pp. 60–67,2016.

[2] N. Sornin and M. Luis and T. Eirich and T. Kramp and O.Hersent,“LoRaWAN Specification,” 1

2015. [Online]. Available: v1.0 IEEE 802.15, “Part 15.4: low-rate wireless personal area networks

,”IEEE, Standard for local and metropolitan area networks ,IEEE Std 802.15.4,-2011.


Küçük ve Orta Ölçekli Kurumlarda Enerji Verimliliği ve

Sürdürülebilirliği (Market ve Şarküteri)

Schneider Elektrik

İrem BİLGİLİ

Hayriye DÖNMEZ

Meltem ÖZÜÇELİK


Aycan Deniz GÖK,

Raşit Can DEMİRKOL


Prof. Dr. Mustafa GÜNDÜZALP

ÖZET

Günümüzde enerji verimliliğinin ve sürdürülebilirliğin önemi logaritmik bir artış olarak

gözlemlenmektedir. Bu çalışmanın kapsamı; elektrik panolarında ihtiyaca göre doğru ve

yerinde ekipman seçiminin marketler, şarküteriler ve restaurantlar üzerinde enerji verimililiği

ve sürdürülebilirliği açısından önemli bir paya sahip olduğunu göstermektedir. Bu konuda yeni

ve uygun çözümler bulunması, var olan sistemlere uygun optimizasyonlar yapılması uygun

görülmektedir.Bu projede ölçme, izleme ve analiz yöntemleriyle gerekli optimizasyonları

market, şarküteri ve cafe-restaurant sektörleri için yapılması hedeflenmektedir. Proje için

uygun ölçümler sonucu sektöre özel fayda ve çözüm sağlayacak şekilde optimizasyonlar

yapılacaktır. Schneider Elektrik’in yardımları ile yapılan bu projede, şirketin halihazırda

yürüttükleri örnek projeler baz alınıp; alınan veri ve izlemeler buna uygun olarak

düzenlenecektir.

Anahtar Kelimeler: Optimizasyon, fayda, verimlilik, sürdürülebirlik, çözüm


1. PROJENİN AMACI

Bu projenin amacı, enerji verimliliğini ve sürdürülebilirliğini maksimize etmek, işletme

maliyetlerini düşürmek ve perakende ticaret şirketlerinde performansı ve güvenliği optimize

etmektir. İtalya da 2015 yılında yapılan bir araştırmaya göre de enerji verimliliği potansiyelinin

bu sektör için çok önemli olduğu da belirlenmiştir.[1]

2. YÖNTEM

Schneider elektrikle birlikte yürütülen bu çalışmada alt yapısı elektrik kaynaklı arızaların

oluşturduğu işletme maliyeti, verimlilik ve sürdürebilirlik ile ilişkili problemlerin çözümü için

uygun ölçüm, izleme,optimizasyon ve analizlerinin yapılması esas alınmıştır (Bkz.Resim 1).

Bu ölçüm, izleme ve analizlere uygun sektörün ihtiyacına yönelik tasarlanacak akıllı elektrik

panolarında Schneider Elektrik şirketinin ürettiği ürünler kullanılacaktır.

Resim 1:Enerji Verimliliği[2]

Tasarlanacak bu panoların izlenmesi ve uzaktan kontrolünün sağlanmasının yanı sıra pano

içerisindeki ürünlerinde kendi arasında haberleşmesi de sağlanmaktadır. Projenin temelini

oluşturan bu haberleşme sistemi, Modbus ve Ethernet haberleşme protokolü ile yapılacaktır.

Haberleşme sistemi sayesinde kullanıcı tarafından istenildiği zaman izleme ve kontrolün

sağlanabilmesi projenin başlığında yer alan sürdürülebilirlik yönünden önemli bir role sahiptir.


Bu izleme ve kontrolün hem bilgisayardan hem de akıllı telefon üzerinden ulaşılabilirliği vardır.

Bu sayede olası arızaların anında gözlemlenmesi ve kullanılacak sensörler sayesinde arıza

oluşmadan önce de bilgi alınmasını mümkün kılacaktır.

Projenin yoğunlaştığı sektör olan market-şarküteri ve restaurant-cafe sektörlerinin dünya

çapında enerji kullanım verileri incelendiğinde, en büyük enerji tüketiminin ısıtma-soğutma,

soğutma ve aydınlatma yüklerinde olduğu dolayısıyla bu grupların işletmeler için kritik yük

haline geldiği gözlemlenmiştir. Bu nedenle yapılacak optimizasyonların bu sektör için enerji

tüketiminde olan bütün yükleri(soğutma(buzdolabı vb.) %39, aydınlatma %23, ısıtma %13,

soğutma(klima vb.) %11, mutfak %5, havalandırma %4,su ısıtma %2, diğer vb. %3)[3] ve de

bilhassa kritik yükleri korumada, performanslarını arttırmada, yani işletmelerin işletme

maliyetlerinin azaltılmasında büyük fayda sağlaması beklenmektedir.


Bu projenin en önemli çıktısı kullanılan haberleşme sistemi sayesinde oluşan arızalar hakkında

anında bilgi sahibi olup ve kısa sürede müdahale imkanı ile işletme maliyetlerini azaltmak,

enerji verimliliği ve sürdürülebilirliği sağlanmasıdır. Bu işlemler sayesinde toplamda %30 a

varan bir verimlilik öngörülmektedir.[4]Yapılan bu proje enerji üzerinden fayda sağladığı

gözlemlense bile enerji dışında da bir çok fayda sağlamaktadır. Tasarlanan bu akıllı panolar

sayesinde zamandan tasarruf etmek, ekipman(malzeme)kullanım ömrünü uzatabilmek,

ekipman ve kişi güvenliği sağlayabilmek mümkün olacaktır.

Tasarlanacak olan panolar geliştirmeye açık aynı zamanda her ihtiyaca uygun olarak

düzenlenebilecektir. Panolarda yapılan küçük değişikliklerle istenileni elde edebilmek

açısından kolaylık sağlayacaktır.

KAYNAKLAR

[1] F. Santi, P. Caiazzo and T. Marciano Nigro, Energy Efficiency in Supermarkets:Structured Project

Financing for ESCOs, 2015.

[2] Schneider Elektrik, Aktif Enerji Yönetim Mimarisi:Enerji Santralinden Evdeki Prize,2011.

[3] Jaime Arias, Energy Usage in Supermarkets-Modelling and Field Measurements, 2005.

[4] Schneider Elektrik, Enerji Verimliliği:Çözüm Katoloğu,2011.


Yapay Sinir Ağlarına Dayalı Metal Oksit Gaz Sensörleri Kullanarak

Yangın Algılama

Mert NAKIP


Osman YILDIZ - EDS Elektronik Destek Sanayi ve Ticaret Ltd.



ÖZET

Proje tek bir sistemde çeşitli gazların, dumanın ve sıcaklığın algılanması ve bu verilerin yapay sinir

ağları (YSA) ile birleştirilmesiyle yangın tespiti üzerine şekillenmiştir. Bu gazları algılamak için

Figaro marka metal oksit gaz sensörleri, duman için kızılötesi alıcı verici çifti, sıcaklık için ise LM35

sıcaklık sensörü kullanılmıştır ve veriler MATLAB derleyicisinde “İleri Beslemeli Çok Katmanlı

Algılayıcı (ÇKA)” YSA modeli ile işlenecektir. Bu çalışma üç temel kısımdan oluşmaktadır. YSA

algoritmalarının oluşturulması, algoritmaların donanıma uygulanması ve makine öğrenme

çalışmalarında en kritik rollerden birini oynayan eğitim için veri kümelerinin oluşturulması. Bu

çalışmanın sonucunda çıkan ürünün çeşitli sensörleri YSA ile birleştirerek gerek yerli gerekse yabancı

pazar için yeni bir yangın algılama sistemi olması ve akademik literatüre katkı sağlaması

hedeflenmiştir.

Anahtar Kelimeler: yangın algılama, yapay sinir ağları, gaz algılama

1. PROJENİN AMACI

Son yıllarda yangın algılama sistemlerinden beklentiler artmış ve bunun üzerine daha doğru

ve hızlı algılama yapılabilmesi için birçok çalışma yapılmıştır. Yerli piyasada YSA

algoritmaları kullanan bir ürün bulunmamasıyla birlikte, uluslararası pazarda bazı ürünler

mevcuttur. Siemens [1] ve Bosch firmaları bu alanda en önde gelen ürünleri geliştirmişlerdir

ancak bu ürünler de yalnızca duman ve alev algılamaktadır. Bu çalışmada çeşitli sensör verileri

YSA algoritmaları ile işlenerek doğruluğu ve yangına tepki hızı daha yüksek bir yangın

algılama sisteminin oluşturulması hedeflenmiştir. Proje tamamlandığında sistemin doğruluk

oranının [2]’teki %98.3 doğruluk oranından yüksek olması beklenmektedir. Bu sonuca ek

olarak temel amaçlardan da biri olan yanlış alarm oranının da en aza indirgenmiş olması

beklenmektedir.


Yapılan bu çalışma, YSA ile çeşitli sensörlerden oluşan sensör kümesinin yangın tespitinde

kullanılmasıyla, hem akademik literatüre hem de yeni bir ürün yaratarak Türkiye ekonomisine

katkı sağlamayı hedeflemektedir.

2. YÖNTEM

Projede uygulanan yöntemin kısa bir özeti şu şekildedir. Yangının başlangıç anındaki fiziksel

durumlar, sensörler yardımı ile elektriksel verilere dönüştürülür. Bu veriler YSA katmanlarında

işlendikten sonra, bilgi sistemini oluşturan diğer algoritmalar tarafından da kullanılır ve yangın

tespit edilmiş olur. Proje temelde YSA algoritmaları ile donanım ve sensörler olacak şekilde iki

bölümden oluşmaktadır. Şekil 2.1 sistemin çalışma prensibini göstermektedir.

Şekil 2.1 YSA tabanlı yangın algılama sisteminin çalışma şeması

2.1. Yapay Sinir Ağı Algoritmaları

YSA katmanlardan oluşmaktadır ve merkezi sinir sistemine sahip canlıların beynindeki nöron

haberleşme ağlarının makineler için bir taklididir [3]. Bu sistemler aldıkları verileri katmanlarda

belirli katsayılar ile çarparak veya bazı katmanlarda doğrudan ileterek işlerler. Katmanlardaki

katsayıların belirlenebilmesi için YSA önceden etiketlenmiş veriler ile eğitilmelidir. Bu

aşamada etiketli veri bulabilmek çok önemlidir, ancak yapmış olduğumuz çalışmanın çok yeni

bir çalışma olması nedeniyle önceden bu konu ile ilgili etiketli verilerin paylaşılmış olduğu bir

kaynak bulunmamaktadır. Bu durum veri toplanma ve analiz edilerek etiketleme işleminin de

Proje dahilinde yapılmasını gerektirmektedir.

Kuracağımız sistemin sensörler ve YSA algoritmaları birleşimi ile oldukça düşük yanlış alarm

oranı olacağının öngörülmektedir.

2.2. Donanım ve Sensörler

Çalışmada YSA ve diğer algoritmalar MATLAB derleyicisi ile gerçekleştirilmiştir. Bu

derleyicinin ve algoritmaların gereksinimlerini sağlayabilmek için işlemci olarak Arduino UNO


kartı seçilmiştir. Sistemde YSA ile birleştirilecek olan sensörler farklı kimyasal gazları, dumanı,

alevi, ortamın sıcaklığını ve nemi algılamak için özel olarak seçilmiştir. Sensörler ve kontrol

cihazları işlemcinin girdileri, LED’ler ve hoparlör ise çıktılarıdır. Girdilerden alınan veriler

işlenerek sistem çıktıları kullanıcıları uyarmak için aktif hale getirilir.


Projede veri toplama işlemleri tamamlanmış olup, 215 örnek içeren veri kümesi elde edilmiştir.

Bu kümeleri elde etmek için gerçekleştirilen deneyler, araştırmalardan edinilen ve sanayi ortağı

EDS Elektronik’ten alınan bilgiler dahilinde gerçeğe olabildiğince yakın şekilde

gerçekleştirilmiştir. Deney düzeneği Şekil 3.1’de gösterilmiştir.

(a) Sigara Deneyi (b) Kumaştan Çıkan Yangın Deneyi

Şekil 3.1 YSA tabanlı yangın algılama sisteminin çalışma şeması ve mimarisi

Bu veriler ile bilimsel yazının güncel durumunun en gelişmiş modellerinden birisi olan

Levenberg-Marquardt algoritması kullanılan YSA ile test edilmiştir. Sonuçlar dahilinde

YSA’nın çıkışına eşikleme uygulanmasına karar verilmiştir. Bu sayede tam değerden,-1 ve +1,

%30 a kadar farklı değerler de doğru değere çekilmiş olacaktır. Doğru kabul edilen değerlerin

sayısı sistem hata oranını belirleyecektir. YSA eğitimlerinde verinin bir kısmı kullanılabilir ve

bir kısmı teste ayrılabilir veya az örnekli eğitimlerde, projede, tüm veri kümesi hem eğitim hem

test için kullanılabilir. Bu iki yöntem de hata oranını yükseltecek şekilde risklidir. Bu sebepten

dolayı, çapraz geçerlilik yöntemi (cross-validation) kullanılarak tüm veri kümesi farklı

kombinasyonlar ile hem eğitim hem de test için başarılı bir şekilde kullanılabilecektir.

KAYNAKLAR

[1] SIMENS-HIT [ONLINE] Available at: https://hit.sbt.siemens.com/RWD/app.aspx?RC=HQEU&lang=en&MODULE=CatalogACTION=ShowProduct&KEY=S54320-F7-A3&AspxAutoDetectCookieSupport=1. [Accessed 30 November 2017].

[2] Yoshioka, M., Fujinaka, T., & Omatu, S. (2009). 1Intelligent Electronic Nose Systems with Metal Oxide Gas Sensors for Fire Detection.

[3] Hopfield, J. J. (1988). Artificial neural networks. IEEE Circuits and Devices Magazine, 4(5), 3-10


Çalışanların Kapalı Alanlarda Düşük Enerji Teknolojileri ve Görüntü

İşleme Kullanılarak Takip Edilmesi

Can Egehan ÇELİK

Caner YASAV

Caner YAVAŞ

Şirket Danışmanı

Recep ELMAS - EYM Elektronik Elektrik Otomasyon Mak. Yaz. San. Ve Tic. Ltd. Şti.

Akademik Danışman


ÖZET

“Çalısanların Kapalı Alanlarda Düsük Enerji Teknolojileri ve Görüntü Isleme Kullanılarak Takip

Edilmesi” baslıklı projemizde ihtiyaca yönelik bireylerin anlık koordinatlarının belirlenmesi ve güvenlik

önlemlerinin artırımı için görsel isleme kullanılması hedeflenmistir. Böylelikle proje devlet hastaneleri

vb. çalısan ya da izlenmesi beklenen kisiler için her alanda kullanılabilinir hale getirilebilecektir.

BLE, düsük enerji ile çalısan ve anlık veri akarımı yapabilen bir teknolojidir [1]. Ayrıca herhangi bir

kaynaktan bagımsız, sadece üzerindeki Lipo pil yardımıyla tamamen tasınabilir yapıya sahip olup düsük

enerji tüketimlerinden dolayı uzun süreler aktif halde kalacaktır. Ayrıca düsük enerjili haberlesme

modüllerinin ebatları giyim, elektronik kart vb. ürünlerin içine entegre edilmeye uygundur. Bu teknoloji

bir çok alanda kullanılmasına ragmen proje içinde yer alan BLE ve görüntü isleme, kisi izleme amacıyla

birlestirilmemis olup, projenin bir ilk olması, bu alanda önem tasımaktadır.

Projemizde amaçladıgımız kablosuz haberlesme; Bluetooth modülleri, Arduino, Raspberry Pi vb. Atmel,

Intel, Arm islemci tabanlı programlanabilir devre kartları kullanılarak gerçeklesecektir. Alıcı ve verici

tasarımında, sinyalin tasınacagı uzaklık, çalısma frekans bandı, anten kazancı, anten kayıpları ve açı

parametreleri önemli rol oynamaktadır. Projemizde bu ihtiyaçlara cevap verebilecek yüksek

performanslı, düsük maliyetli ve en önemlisi yerli tasarım ürünler meydana getirilecektir.

Anahtar Kelimeler: Bluetooth, Düşük Enerji, Takip Sistemi, Görüntü İşleme, Arduino, Raspberry


1. PROJENİN AMACI

Bluetooth modülleriyle haberleşen ve kapalı alan içerisinde bir çok yönden fayda sağlayan bir

izleme sistemi geliştirilmesi projenin başlıca amaçlarından biridir. Bunun yanı sıra özel

amaçları aşağıda belirtilmiştir.

Sağlık: Düşük enerji modülleri belirli bir alanda tek başına çalışmak durumunda kalan

kişinin güvenlik ve sağlık kontrolünün uzaktan izleme yapılarak kontrol edilmesi olanağı sunar.

Örnek olarak inşaat sahasında ve yüksek alanda tek başına çalışan bir işçinin ya da kimyasal

yoğunluğu yüksek bir üretim alanında çalışan kişinin sağlık durumunun sürekli olarak kontrol

edilmesi ve takibi, gerektiğinde sistemin uyarı vermesiyle önemli bir rol alabilmektedir.

İzleme: İmalat ve taşıma LE teknolojisinin kullanım alanlarından biridir. Fabrikada yer

alan görevliler firma içindeki ürünlerin nerede olduklarını ve teslimatını anlık olarak izleme

şansına sahiptir. Bu ağ sayesinde bilgileri arşivleme olanağına da sahip olurlar.

Güvenlik: LE teknolojisi size çalışanların güvenlik tehdidi oluşturacak değişimleri

yaptığı sırada haber vermesiyle anlık önlemler alınmasını sağlar. Buna benzer olarak, bazı

kontrollü girişi olan bölgelerde içeri girişi olan yabancıların öğrenilmesinde kullanılabilir.

2. YÖNTEM

Mikrodenetleyici, Bluetooth Düşük Enerji alıcısı ve verici modülünü kontrol etmek için

kullanılır. Her bir AT-09 için dört adet Raspberry Pi 3, kare şeklinde 16 m2 alanın köşelerine

yerleştirilecek. Bir AT-09 Bluetooth Düşük Enerji modülü işçiye yerleştirilecek. Seyahat eden

AT-09 modülü, alanın köşelerine yerleştirilen Raspberry Pi 3 modüllerine bağlanacaktır. Şekil

2.1’de gösterilen alanda çalışma prensibi örneği. RSSI bilgileri belirlenen Raspberry Pi 3

bağlantısından alınacaktır. Tüm RSSI bilgileri ortak server ile MATLAB’e bağlı ana bilgisayara

aktarılacaktır. MATLAB yazılımında mesafeler, RSSI bilgilerini kullanarak mesafeyi

hesaplamak için kullanılan matematiksel formüle göre belirlenecektir. Her sabit modül için

seyahat modülüne göre mesafeler hesaplandıktan sonra işçinin bulunduğu yer bulunacak ve

alan haritasında gösterilecektir. Olası harita görünümü Şekil 2.2'de de gösterilmiştir.


Şekil 2.1 Projenin Çalışma Prensibi Şekil 2.2 Projenin olası harita görünümü


Projemiz, Bluetooth 4.0 düşük enerji teknolojisi ve görsel işleme gibi yardımcı geliştirmeler ile

verimli ve güvenli bir iş yaşantısının öncü teknolojilerinden biri olma hedefi taşımaktadır.

Ülkemizde oluşturulabilecek düşük maliyetli ve kesin sonuçlar alınabilecek olan bu düşük

enerji projesinde tüm dünyanın başlıca problemlerinden iş güvenliği ve daha verimli çalışma

konuları için yol gösterici olacaktır. Ayrıca parametrelerin ayarlanmasıyla mesafenin,

etkinliğinin ve işlevselliğinin artırılması çok kolaydır.

Bu uygulama şu an yeni bir teknoloji içerdiği için yerli olarak bir uygulaması bulunmamakla

birlikte yurt dışında da ürün çalışmalarına yeni yeni yatırımlar yapmaktadır. Biz de projemizde

günlük alanda kullanılan düşük enerjili haberleşme teknolojilerini geliştirerek, yurtdışından

hazır alınan sistemlere göre maliyeti daha düşük bir sistem üretmeyi istemekteyiz. Ayrıca bu

çalışmanın geliştirilmesiyle birlikte ileride tamamı yerli ve sistemlere özgü tasarlanan

uygulamalarının sanayimizde de yaygınlaşacağına inanıyoruz. Bu durumun yeni bir iş dalı

yaratacağını ve dışa bağımlılığı azaltacağını, hatta dışa satılabilir tasarımları ortaya

çıkarabileceğini düşünüyoruz.

KAYNAKLAR

[1] Ray B (November 2015), Bluetooth Vs. Bluetooth Low Energy: What's The Difference?. Retrieved from

https://www.link-labs.com/blog/bluetooth-vs-bluetooth-low-energy


Güneş Enerjisi İle Çalışan Taşınabilir AC Güç Kaynağı

Muhammed Fatih Cansabuncu

Yiğit Ersan

Ege Özal

Akademik Danışman


ÖZET

Bu projenin kapsamı; 50 Hz frekanslı etkin değeri 220 Volt olan 200 Watt’lık bir AC güç kaynağını

tasarlamak ve gerçeklemektir. Proje’deki adımlar; Simulink programında modellemeler yaparak çıkan

sonuçları gözlemlemek, DC-AC evirici devresi oluşturarak 12 Volt DC gerilimi ilk önce düşük genlikli

bir AC gerilime ve ardından trafo yardımıyla 220 Volt AC çevirmek biçiminde özetlenebilir. Bunun için

iki farklı yaklaşım izlenecektir: Birinci yaklaşımda; DC gerilimi kıymaya dayalı klasik evirici kullanarak

AC gerilim elde edilecek ve oluşan harmonikler alçak geçiren filtreler ile süzülecektir. İkinci

yaklaşımda; ilk aşamada Wien Köprü osilatör devresi kullanarak 50 Hz sinüs işareti elde edilecek ve

ikinci aşamada bu düşük genlikli işaret yüksek güçlerde elde edilmek üzere, tranzistörlerle

gerçekleştirilecek A sınıfı bir güç kuvvetlendiricisi ile yükseltilecektir. Her iki yaklaşımda da, elde edilen

en fazla 12 Volt genlik değerine sahip 50 Hz AC gerilimler en az 200 Watt’lık bir trafo yardımıyla etkin

değeri 220 Volt olacak biçimde yükseltilecektir. Proje sonunda; tüm devreleri birleştirip, bir insanın

taşıyabileceği ağırlıkta bir çanta oluşturmayı hedeflemekteyiz. Tasarımın en temel avantajı, güneş var

iken toplanan enerjinin daha sonra güneş yok iken kullanılabilecek biçimde depolayabilmesi, harici bir

güç kaynağına ihtiyaç duyulmaması ve taşınabilir olmasıdır.

Anahtar Kelimeler: Taşınabilir AC Güç Kaynağı, DC-AC Evirici, Trafo, Wien Bridge Osilatör, Güç

yükselteci.

1. PROJENİN AMACI

Fosil yakıtların hızla tükenmeye başlaması ve bu kaynakların kullanılması sonucunda ortaya

çıkan çevre sorunları, sağlık sorunları, iklim değişikliği gibi nedenler yenilenebilir enerji

kaynaklarının önemini arttırmaktadır. Güneş enerjisi, günlük faaliyetlerimizi gerçekleştirmek

için kullanılabilecek en çevre dostu enerji şeklidir. Dünyadaki insanlar çevre güvenliğiyle ilgili

bilinçli hale gelmiştir ve güneş enerjisini kullanmanın farklı yollarını aramaktadırlar [1]. Bu

projede yenilenebilir enerjiden faydalanacağız. Projenin amacı, 50 Hz frekanslı etkin değeri

220 Volt olan 200 Watt'lık bir AC güç kaynağı sağlayabilen, güneş yokken kullanılabilecek


enerjiyi depolayabilen ve taşınabilir bir AC güç kaynağı tasarlamak ve gerçeklemektir.

Yenilenebilir enerjinin geleceğin yolu olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Güneş enerjisi ile

depolanan ve taşınabilir olan AC güç kaynağı projemiz, taşınabilir olmasının yanı sıra

bahsettiğimiz sorunlara bir çözüm olacaktır.

2. YÖNTEM

DC-AC Evirici Devresi:

Bu devre; 12 Volt DC Akü gerilimini 220 Volt AC’ye çeviren bir evirici devresidir. Devre, 12

Volt DC gerilimi anahtarlama yapan FET tranzistörler ile sağlanarak kıyılır ve bu sayede

trafonun primer sargısına uygulanarak etkin değeri 220 Volta yükseltilecek olan AC gerilim

elde edilir.

Wien Köprü Osilatör Devresi:

Proje kapsamında LM741 OP-AMP ile Wien Köprü devresi kuruldu. Wien Köprü devresi, çıkış

olarak sinüs dalgaları üreten bir devredir. Bu devreyi oluşturmak için LM741 OP-AMP,

dirençler, kapasitörler ve potansiyometreleri kullandık. Potansiyometreler, devrenin kazanç

ayarlamasına izin veren değişken dirençlerdir. Seçtiğimiz direnç ve kapasitör değerleri ile çıkış

sinüs işaretinin frekansını ve kazancını belirleyebilmekteyiz [2].

A Sınıfı Güç Kuvvetlendirici:

Wien Köprü osilatör devresi ile elde edilecek 50 Hz gerilim güç tranzistörleri ile

yükseltilecektir. Bu amaçla, A, B ve C sınıfı kuvvetlendiriciler gerçekleştirilerek güç

kazanımları ve harmonikler açısından karşılaştırılacaklardır. Güç kazanımı yeterli olursa az

harmonik üretme açısından avantajı olduğu için A sınıfı kuvvetlendiriciler tercih edilecektir.


Yöntemler bölümünde bahsettiğimiz; DC-AC Evirici devresi ve devrede kullanılan trafonun

çıkış işareti Şekil 1 ve Şekil 2’de, Wien Köprü Osilatör Devresi ve 50 Hz sinüs dalga elde

ettiğimizi gösteren osiloskop görüntüsü Şekil 3 ve Şekil 4’te, C sınıfı kuvvetlendirici benzetimi

modülasyonu ve elde ettiğimiz grafik Şekil 5 ve Şekil 6’da gösterilmektedir. Proje çalışmaları

kapsamında ilk önce C sınıfı güç kuvvetlendiricisi için benzetim yapılmıştır. A ve B sınıfı

kuvvetlendiriciler için de yapılarak güç ve harmonik açısından en uygun olanı seçilerek

kullanılacaktır.


Şekil 1. DC-AC Evirici Devresi. Şekil 2. Trafonun çıkış işareti.

Şekil 3. Wien Köprü Osilatör Devresi. Şekil 4. Wien Köprü 50 Hz Sinüs Dalga.

Şekil 5. C Sınıfı Güç Kuvvetlendirici Benzetimi. Şekil 6. Güç Kuvvetlendiricisinin Giriş ve Çıkışı.

KAYNAKLAR

[1] Conserve Energy Future. Solar Power Battery Chargers. https://www.conserve-energy-

future.com/solarpowerbatterychargers.php (15 November 2017)

[2] Learning about Electronics. How to build a Wien Bridge Oscillator Circuit.

http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Wien-bridge-oscillator-circuit-with-

an-LM741.php (19 February 2018

https://www.conserve-energy-future.com/solarpowerbatterychargers.php

https://www.conserve-energy-future.com/solarpowerbatterychargers.php

http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Wien-bridge-oscillator-circuit-with-an-LM741.php

http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Wien-bridge-oscillator-circuit-with-an-LM741.php


Güneş Enerji Sisteminin Uzaktan Takibi ve Kontrolü

Ramazan ŞİRİN

Yusuf Kaan YILDIZ

Emre BERTUĞ

Akademik Danışman

Dr. Özhan ÜNVERDİ

ÖZET

Güneş enerji panelinde üretilen enerji hava durumu, panel temizliği gibi çevresel etkenlere göre

değişkenlik gösterir. Projemizin amacı ise üretilen enerjinin uzaktan görüntülemesini yapmak, kontrol

edebilmektir. Projemizin sağladığı en büyük fayda ise enerji takibi yaparak verimliliği artırmasıdır. 2

ayrı kart tasarladık. Birincisi güneş enerji panelinde bulunan, voltaj ve akım sensörlerini içeren ölçüm

ve kontrol kartı. Diğeri kullanıcıda bulunacak görüntülemeyi ve kontrol etmeyi sağlayan ana kontrol

kartı. Sensörlerden alınan veriyi mikro denetleyici yardımıyla denetlemeyi tasarladık. Ana kontrol

kartında da mikro denetleyici kullanılmaktadır. Bu iki kartın haberleşmesini Wi-Fi modülü ile yapmayı

planlıyoruz.

Anahtar Kelimeler: güneş enerji panelinin uzaktan kontrolü, güneş enerji paneli enerji takibi, güneş enerji

paneli verimlilik artırma, uzaktan kontrol, enerji anlık takibi, güneş enerjisi verimi

1. PROJENİN AMACI

Projemizin amacı; güneş panelinde üretilen enerjinin anlık olarak uzaktan görüntülemesini

yapmak ve aynı zamanda uzaktan kontrolünü sağlamaktır. Uzaktan kontroldeki amacımız ise

sistemi on/off pozisyonuna getirebilmektir. Projemizin getirdiği en büyük fayda verimliliği

artırmasıdır. Örneğin güneş panelinde bir kirlilik var ise üretilen enerji miktarında kayıp

olacaktır fakat enerji uzaktan takip edildiği için sistemdeki anormallik tespit edilebilecek

dolayısıyla verimsizlik hızlı bir şekilde ortadan kaldırabilecektir. Bir başka örnek; yağmurlu ve

bulutlu bir havada güneş enerji panelinden üretilen enerji yok denecek kadar az olacaktır.

Üretilen enerji uzaktan takip edildiği için sistem “off” konuma getirilip gereksiz yere

çalıştırılmayıp enerji kaybının önüne geçilebilecek, ürün ömrü uzatılabilecektir.


2. YÖNTEM

Şeki-1 de görüldüğü üzere,öncelikle güneş panellerinden enerji elde edilir.Daha sonra üretilen

bu enerji,şarj regülatörüne gönderiliyor.Şarj regülatörü güneş panelinden gelen akımı ve voltajı

regüle ettikten sonra enerji aküye gönderiliyor ve akü şarj oluyor.Güneş paneli ile şarj

regülatörü arasında bulunan,üzerinde akım ve voltaj sensörlerinin yer aldığı ölçüm devresi

,anlık üretilen güç bilgisini,şarj regülatörü ve invertörün arasında bulunan,yine üzerinde akım

ve voltaj sensörlerinin yer aldığı ölçüm devresi , anlık tüketilen güç bilgisini ana kontrol

merkezine gönderiyor.Ana kontrol merkezinde programlamış olduğumuz mikro kontrolcü (PIC

16F877) bu bilgileri haberleşme modülü üzerinden,üzerinde diğer haberleşme modülünün

bulunduğu bilgisayara gönderiyor.Bilgisayar için Visual Basic te hazırlamış olduğumuz ara

yüzünde ,gelen anlık üretilen ve tüketilen enerjiyi görebiliyoruz.Ayrıca bilgisayar ara

yüzünden,tekrar haberleşme modülleri üzerinden sistemi komple kapatıp açabiliyoruz veya

sadece şarj regülatörünü devreden çıkartabiliyoruz.

Şekil 1-Projenin Akış Şeması


Şekil-2 de görüldüğü gibi devre tasarımını testi yapılıp haberleşme verileri sanal terminallerden

takibi yapılmıştır. Sensörleri analog ölçümlerinde ADC (Anolog Digital Converter)

dönüşümlerini oranlayıp değerleri hesaplanmıştır.


Şekil 2-Sistemin Proteus Simülasyonu

Şekil-3 ise bilgisayar için tasarlamış olduğumuz kullanıcı ara yüzüdür. Burada görüldüğü üzere,

oluşturduğumuz sistem oldukça basit olup sadece aç, kapa,bağlan komutlarını

kullanmaktadır. Yaptığımız simülasyonlarda COM portlarına bağlantı sağlanmıştır.

Şekil 3-Kullanıcı Ara Yüzü

3.1-Projemizin Avantajları ve Dezavantajları

3.1.1-Avantajlar:

Projemiz sistemin uzaktan takibi ve kontrolü sağlıyor,kolay ve kullanışlı bir kulanıcı ara

yüze sahip ve enerji verimliliğini arttırıyor.

3.1.2-Dezavantajlar:

Projemizde kullandığımız haberleşme modüllerinin izin verdiği kadar mesafede takip ve

kontrolün sağlanabiliyor.


3.2-Öneriler:

Android ve İOS tabanlı cihazlar için uyguluma oluşturulabilir ve bu sayede mobil cihazlarda

da takip ve kontrol sağlanabilir. İnternet için gereken yazılımlar ve donanımlar kullanarak

sistemin kontrolü ve takibi çok daha uzun mesafelerden sağlanabilir.

KAYNAKLAR

1. Hikmet ŞAHİN-Ayhan DAYANIK-Caner ALTINBAŞAK,PIC ProgramlamaTeknikleri Ve

PIC16F877A,Altaş Yayıncılık, 2007

2. Louis NASHELSKY,Robert L. BOYLESTAD,Elektronik Cihazlar ve Devre Teorisi,Palme

Yayınevi,2010

3. Orhan ALTINBAŞAK, Mikro Denetleyiciler ve PIC Programlama,Altaş Yayıncılık,2000

4. Martin BATES (2011),PIC Microcontrollers: An Introduction to Microelectronics.

https://books.google.com.tr/books?id=pdbf2HuMzREC&printsec=frontcover&dq=pic+microc

ontroller+ebook&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwjpj6u8up3YAhXkK8AKHX2HB2oQ6AEIMzAB#v=

onepage&q&f=false


Nesnelerin İnterneti (IoT) İçin Kablosuz Erişimin Donanımsal

Gösterimi

Ege MAZLUMOĞLU

Sena Yağmur ŞEN

Akademik Danışman

Dr. Volkan RODOPLU

ÖZET

Bu projede, IoT cihaz trafiğinin tek bir IoT Ağ Geçidine aktarıldığı kablosuz bir erişim

şemasının donanım uygulaması gerçekleştirilmektedir. Yeni çizelgeleme algoritmaları, IoT

cihazlarının uplink trafiğini çarpışmasız bir şekilde aktarmak için kullanılmaktadır. Bu

projede, birkaç cihaz donanımsal olarak gerçekleştirilirken, cihazların geri kalanı büyük bir

simülasyon kurulumunda simüle edilir. Bu kurulumda simülasyon ve donanım etkileşim

halindedir. Tüm sistem için enerji tüketimi ve ağ akış verimliliği ölçülecektir. Ayrıca, sistemin

donanım kısmının çalıştığı mesafe ölçülecektir. Proje, sensör verilerinin IoT cihazlarından IoT

Ağ Geçidine sorunsuz bir şekilde aktarılmasını hedeflemektedir.

Anahtar Kelimeler: Nesnelerin İnterneti (IoT), Erişim Protokolleri, Çizelgeleme, IoT Donanım

1. PROJENİN AMACI

Cisco’nun tahminlerine göre [1], 2020 yılına kadar İnternete bağlı olan cihaz sayısının 50

milyara ulaşması ve bu cihazların çoğunun insan müdahalesi gerektirmeyen makineler olması

beklenilmektedir. Bu yeni paradigma “makineden makineye iletişim” (M2M) olarak

adlandırılmaktadır. Makineden makineye iletişimin belirgin örnekleri şunlardır: filo yönetimi,

tele-sağlık, video izleme, akıllı binalar ve köprüler, akıllı evler, akıllı sayaçlar ve akıllı

fabrikalar (Endüstriyel IoT). Vodafone’un tahminlerine göre [2], önümüzdeki yıllarda, bir baz

istasyonunun kapsama alanına yaklaşık 10,000 cihazın düşmesi beklenilmektedir. IoT

devriminin önemli bir problemi, çok sayıda IoT cihazının telsiz bağlantılarla kablolu altyapıya

erişimini sağlamaktır.

Bu projenin amacı, IoT cihazlarının altyapı ağlarına erişiminin bir donanım gösterimini

geliştirmektir. Özellikle IoT cihazlarının erişimi için geliştirilen güncel (state-of-the-art)


çizelgeleme teknikleri, büyük bir sistem simülasyonu ile birlikte çalışacak bir donanım

kurulumunda uygulanacaktır. Çeşitli sensörlerden toplanan veriler IoT cihazlarına aktarıldıktan

sonra cihazlar tarafından IoT Ağ Geçidine gönderilecektir. Sistem mimarisi Şekil-1’de

gösterilmiştir.

Şekil 1. Genel sistem mimarisi, bir IoT Ağ Geçidi ve çok sayıda IoT cihazından oluşmaktadır.

2. YÖNTEM

Gösterimimizde kullandığımız mimari Şekil-2’de resmedilmiştir.

Şekil 2. Sistemimiz, iki IoT cihazı, bir IoT Ağ Geçidi ve geri kalan cihazların

simülasyonundan oluşmaktadır.

IoT cihazlarının kablosuz erişimi için özel olarak geliştirilen yeni çizelgeleme algoritmaları

hem IoT cihazlarında hem de IoT Ağ Geçidinde gerçekleştirilmiştir. Sistem şu şekilde


çalışmaktadır: Her bir IoT cihazı, sensör verilerini kendisine bağlı sensörden toplar. Cihaz, IoT

Ağ Geçidi tarafından kendisine verilen aralıkta uyanır ve verilerini telsiz bağlantı yoluyla Ağ

Geçidine iletir. Uplink aktarımı bittikten sonra, cihaz downlink üzerinden IoT Ağ Geçidinin

kendisine bir sonraki uyanışının ne zaman olacağı bilgisini alır ve uyku moduna geçer.

Yöntemimizde kullanılan yazılım modülleri ve etkileşimleri Şekil-3'te şematik olarak

gösterilmiştir.

Şekil 3. Yazılım modülleri ve etkileşimleri


Bu projenin ana sonucu, IoT cihazlarının kablolu bir altyapıya kablosuz erişiminin bir IoT Ağ

Geçidi üzerinden gösterilmesidir. Çizelgeleme algoritmalarının performansı, hem ağ akış

verimliliği (throughput) hem de enerji tüketimi ölçülerek raporlanacaktır. Ayrıca, sistemin

tolere edebileceği cihazlar arasındaki en yüksek mesafe ölçülecektir. Simülasyonu da içeren

sonuçlar göz önüne alındığında, bütün sistemin performansı hakkında bilgi edinilecektir.

KAYNAKLAR

[1] A. Ali, W. Hamouda, M. Uysal, “Next Generation M2M Cellular Networks: Challenges and

Practical Considerations”, IEEE Commun. Magazine, Commun. Standards Supplement, Sept.

2015, pp. 18-24.

[2] Vodafone, “RACH intensity of time controlled devices”, 3rd Generation Partnership Project

(3GPP), Sophia-Antipolis Codex, France, Tech. Re. R2-102296, Apr. 2010.


Hava Durumu Bilgilerini Ölçmek İçin Arduino Kontrollü Telemetri

Ünitesi

Özden Gümülcineli

Metin Ünlütürk


Dr. Mahir KUTAY

ÖZET

Projenin konusu iki farklı noktadan hava durumu(sıcaklık,nem,basınç ve rakım) bilgi akışını

sağlamaktır. Bu projede ArduinoMega, Lora haberleşme modülü, sıcaklık-nem sensörü ve

basınç-rakım sensörü kullanılmaktadır. Daha önceki benzer projelerde haberleşme modülü

olarak farklı sistemler kullanılmış olsa da bu projede Lora teknolojisi tercih edilmiştir. Bu

teknoloji bilgi akışının uzun mesafelerde ucuz ve az enerji tüketerek yapılmasını sağlamaktadır.

Bu projede sensörlerden alınan hava durumu ölçüm bilgilerinin Ardunio kontrol kartı üzerinde

hazırladığımız bir yazılım ile işlenmesi ve veri toplama merkezine Lora protokolü ile

gönderilmesini amaçlanmaktadır. [1] [2]

Anahtar Kelimeler: Telemetri, Kablosuz haberleşme, Hava durumu, Arduino

1. PROJENİN AMACI

Projeye başlamadan önce geçmiş projeler araştırıldı ve geçmişte hava durumu ile ilgili bizim

projemize benzer projelerin yapılmış olduğu görüldü. Bu projelerin bazılarında tek bir noktadan

hava durumu bilgileri ölçülüp bu bilgiler kullanıcıya iletiliyordu; bazılarında ise tek tip sensör

kullanılıp yalnızca sıcaklık veya basınç ölçülüyordu. Diğer projelerde ise, projemize benzer

olarak, farklı noktalardan hava durumu bilgilerinin iletimini sağlayan farklı iletişim protokolleri

kullanılmıştı. Eski projelerin incelenmesi, Proje konusuda bilgi edinmemizi, çalışma mantığını

anlamamızı genel ve kullanılan malzemeleri tanımamızı sağladı. Bu projeler incelendikten

sonra her birinin avantajlı ve dezavantajlı özelliklerini belirledik. Projemizin diğerlerine göre

daha ne gibi üstünlüklere sahip olması gerektiğini tespit ettik. Bu projedeki temel amacımız bir

ölçüm noktasının ve bir bilgi toplanma noktası arasında hava durumu bilgi akışını

yapabilmektir. Haberleşmede Lora teknolojisini kullanma sebebimiz ise; maliyetinin daha

uygun olması, daha az enerji harcaması ve daha uzun mesafede çalışan yeni bir teknoloji


olmasıdır. Bu nedenle Lora teknolojisinin kullanılması diğer projelere göre bizim projemizin

daha avantajlı olduğunu göstermektedir. [3] [4]

2. YÖNTEM

Projenin kurulumu ve yöntemi şu şekildedir; merkez noktasında Arduino Mega ile Lora

bağlantısı yapılacaktır ve ölçüm noktasında da Arduino Mega, Lora ve sensörlerin kablo

bağlantıları yapılacaktır. Projemizin yöntemi ve proje elemanlarını çalıştırabilmemiz Arduino

kodu sayesinde olacaktır. Projenin nasıl çalışacağını kısaca yazmak gerekirse; ölçüm

noktasındaki Arduino Mega, sensörleri aracılığıyla hava durumu bilgilerini toplar ve Lora

protokolü ile merkez noktasına aktaracaktır. Merkez noktası ise bu bilgileri kullanıcıya

ulaştaracaktır. [5] [6]

Projenin blok diyagramı aşağıdaki şekilde verilmiştir; görüldüğü üzere sistemimizde iki farklı

nokta bulunmaktadır. Ölçüm noktasında sensörler aracılığıyla toplanan hava durumu bilgisi

Lora protokolü ile diğer noktaya gönderilecektir.

Tablo 1. Proje Blok Diyagramı


Projenin avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirecek olursak Lora’nın diğer haberleşme

modüllerine göre fiyatının daha uygun olması, daha az enerji harcaması ve daha uzun

mesafelerde çalışması bu projenin avantajlarıdır. Lora protokolü GSM şirketlerine bağlı

SİSTEM

ARDUINO MEGA

LORA SHIELDSICAKLIK-

NEM SENSÖRÜ

BASINÇ SENSÖRÜ

ARDUINO MEGA

LORA SHIELD


kalmadan hızlı ve güvenli veri transferini sağlamaktadır. Lora’nın ise yeni bir teknoloji olması

ve fazla bilgi/kaynak bulunmaması ise Lora için bir dezavantajdır.

Projemiz gelecekte rahatlıkla geliştirilebilir bir projedir. Örnek vermek gerekirse bizim mevcut

ölçüm noktalarımızın sayısı arttırılabilir ve bu noktadan merkeze veri aktarımı yapılabilir.

Kullandığımız Lora modülü yerine daha gelişmiş bir modül kullanılarak daha uzun mesafeler

arasında bilgi akışı yapılabilir. [3] [4]

KAYNAKLAR

[1] https://www.arduino.cc/ Accessed 20 February 2018

[2] http://arduinoturkiye.com/ Accessed 20 February 2018

[3] http://www.dragino.com/products/module/item/102-lora-shield.html Accessed 25 February 2018

[4] http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora_Shield Accessed 1 March 2018

[5] https://cdnshop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf

Accessed 5 March 2018

[6] https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP280-DS001-11.pdf Accessed 5 March 2018

https://www.arduino.cc/

http://arduinoturkiye.com/

http://www.dragino.com/products/module/item/102-lora-shield.html

http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora_Shield

https://cdnshop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP280-DS001-11.pdf


İnsansız Keşif Robotu

Erman SALTIK

Cenker TÜFEKÇİ

İlker CANATAN

Akademik Danışman

Dr. Mahir KUTAY

ÖZET

Android tabanlı hazırlanan uygulama aracılığı ile kontrol edilebilen ve üzerindeki kamera

aracılığı sayesinde görüntü izleme ve kayıt yapılarak, zorlu arazi koşullarında keşif yapması

üzerine tasarlanan paletli keşif robotudur. Robotun mekanik kısmında tasarlamış olduğumuz

palet sistemi ile robotun her türlü zorlu arazi koşullarında 16W’lık çift motor sayesinde hareket

kabiliyeti sağlanmış olup, elektronik ve yazılım kısmında kullanmış olduğumuz NodeMCU

mikrodenetleyici ve ESP8266 Wi-Fi modülü aracılığıyla uzaktan kontrolü, IP kamera sayesinde

ise görüntü aktarımı ve izlenimi sağlanmıştır. [1]

Anahtar Kelimeler: Robot, Arduino, Android, Uzaktan Kontrol, Keşif

1. PROJENİN AMACI

Projenin temel ve esas amacı Askeri ve Savunma Sanayisinde zorlu görevlerde ve arazi

koşullarında kullanılması göz önünde bulundurularak askeri güçlerimizin bilgi alması ve görev

esnasında hiçbir zorluk altında kalmaması düşünülmüştür. Bu yüzden ülkemizin ve güvenlik

güçlerimizin can güvenliği ön planda tutulmuştur. Bu projenin getireceği avantajlar sırasıyla

aşağıda belirtilmiştir;

Paletli sistem aracılığıyla engebeli arazilerde kullanılabilecek olması,

Küçük boyut ve hafif tasarımı ile her türlü görevde kullanılabilecek olması,

İnsansız kontrol edilebilmesi,

IP kamera sistemi sayesinde görüntü aktarımının yapılması.


2. YÖNTEM

Şekil 1. Elektronik sistemin blok diyagramı

Sistemimizi oluştururken yaptığımız araştırmalar doğrultusunda, sistemimizin blok diyagramı

Şekil 1’de görüldüğü üzere belirlendi, böylece sistemdeki modül ve ekipmanların birbirleriyle

uyumlu çalışmasını sağladık. Sistemimizde, uzaktan kontrol ve görüntü aktarımını sağlamak

için Wi-Fi sistemi tercih edildi. Wi-Fi sistemi ile uyumlu çalışan Arduino tabanlı bir anakart

seçerek sistemin verimliliğinin arttırılması hedeflendi. Bunlara ek olarak, sahada oluşabilecek

zorlukları dikkate alarak, 30 rpm'lik 2 adet Redüktörlü DC motor kullanılmıştır. Motorlardan

daha fazla güç ve tork elde etmek için düşük hızda motorlar tercih edilmiştir. Bu motorları

anakart üzerinde normal koşullar altında kontrol edemediğimizden dolayı, L298N çift kanallı

motor sürücüsü kullanıldı.[2] Sistemi yavaşlatmamak ve daha yüksek çözünürlüklü bir görüntü

sağlamak için bağımsız bir IP sisteminin kullanılması tercih edildi. Bunu yapmanın en kolay

yolu, görüntüyü IP kameradan Wi-Fi ile aktarmaktır. Son olarak, bu sistemleri beslemek için

bir güç kaynağına veya bataryaya ihtiyaç olduğundan dolayı sistemde yüksek güç elde etmek

için Lipo pil kullandık.



Sonuç olarak, yaptığımız bu insansız keşif robotu ile insan gücü olmadan askeri görevlerde ve

engebeli alanlarda uzaktan kontrol edilebilen ve kamera sayesinde alınan görüntü ile keşif

yapabilen prototip bir robot oluşturmuş olduk. Yapmış olduğumuz robotun prototip çizimini

program aracılığıyla çizilmiş olup, şekil 2’de gösterilmiştir.

Şekil 2. Robotun prototip çizimi

Şekil 2’de gösterildiği gibi robotun mekanik aksamı olan alt kasa, darbelere karşı dayanıklı

olması ve arazi koşullarında kullanabilmesi için özel olarak saç metal ve palet sistemi ile

donatılmıştır.

Yapmış olduğumuz sisteme ilave olarak projemizin geliştirilebilirlikleri aşağıda belirtilmiştir:

• Termal kamera

• Patlayıcı madde tanımlama

• Operasyon sırasında görüş alanı kısıtlayabilen ve düşman personeline zarar verebilecek

materyalleri bulunduran bir alt sistem

• Arama ve kurtarma operasyonlarında kullanılabilecek yüksek hassasiyetli mikrofon ve ses

algılama sensörlerine sahip alt sistem

• Bomba imha kiti

KAYNAKLAR

[1] ESP8266EX Datasheet- Version 4.3 / Espressif Systems / IOT Team / http://bbs.espressif.com/

Copyright © 2015

[2] L298 DUAL FULL-BRIDGE DRIVER Datasheet- January 2000


El İzleme İle İnsansız Kara Aracı

Kaan ARSLAN

Eda ŞAFAK

Çağdaş ÖZEL

Akademik Danışman


ÖZET

Projemiz ; insan hayatına verilen önem ve robotik teknolojisinin hayatımızda önemli bir parça haline

gelmesini göz önüne alarak,. ülkemizdeki sınır güvenliği açısından önemli olan, çeşitli fonksiyonlara

sahip bir insansız kara aracı geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu fonksiyonlar; metal saptayıcı yardımı

ile mayın tespiti, opencv kütüphanesi ve python IDE kullanarak görüntü işleme sistemi, arduino IDE ve

processing IDE kullanılarak el izleme ile robotik kolun haberleştirilmesidir. Robotik kolun amacı tespit

edilen mayının yerini kesinleştirmek amacıyla uzaktan el izleme yardımı ile yapılacak kontrol ile mayın

etrafında, gerçek bir uygulamada yapılacak kazı ve imha işleminin bir benzetimini yapmak üzere,

gözükebilecek bir sınır çizmesidir.

Anahtar Kelimeler: metal saptayıcı, el izleme, robotik kol

1. PROJENİN AMACI

Projemizin getireceği en önemli avantaj sınır bölgelerinde yapılacak olan mayın tarama

işleminin insan hayatına zarar gelmeyecek şekilde yapılabilecek olmasıdır. Bu sayede uzaktan

yapılan kontrol sayesinde mayın hem haritadan tespit edilebilecek hem de robotik kol sayesinde

fiziksel olarak da görülebilecektir.

Günümüzde mayın tarama işlemi için kullanılan kara araçları mayın tespiti ve imha üzerine

kurulmuş olmaktadır. Bizim hedeflediğimiz sistem ise mayını tespit edip, fiziksel olarak yerini

belirlemektedir. Bu projedeki asıl yenilik kullanıcıya mayın tarama düzeneğini kendi uzvu gibi

kolay bir biçimde kullanma imkanı sağlamaktır.


2. YÖNTEM

Yöntem 1: Projemizde, askeri birliklerde kullanılan İstihkâm Savaş Aracının (İSA) insansız

olarak modellenmesi ve bu aracın özelliklerinden biri olan robot kolunun geliştirilmesi

amaçlanmıştır.

Şekil 1. Aracın blok diyagramı

Robot kol, insansız kara aracı üzerindeki hareketlere göre modelleneceğinden, bu modele

uygun bir araç prototipi oluşturulmuştur. Blok diyagramda görüleceği üzere sistem iki ana

bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm, aracın uzaktan kontrol edilebilmesini sağlayan uzaktan

kontrol ünitesi, ikinci bölüm aracın üzerinde bulunacak ve gelen komutlara göre aracın

hareketini sağlayacak olan araç kontrol ünitesidir. Şekil 1’deki uzaktan kontrol ünitesi çift

yönlü olarak iletişim yapabilecek şekilde tasarlanan bir kablosuz iletişim kartı ve aracın kontrol

edilmesi için kızılötesi sinyaller ile kurulu olduğu bir kumanda kontrol biriminden

oluşmaktadır. Araç kontrol ünitesi ise, sırasıyla, kablosuz iletişim kartı, motorları kontrol etmek

için tasarlanan motor sürücü bölümü ve motorlardan oluşmaktadır. Bunlara ek olarak, kablosuz

olarak görüntü iletimini sağlayan kamera, ses çıkışı için Arduino mikro denetleyicisinin kontrol

ettiği ses çıkış kartı ve hoparlörden meydana gelmektedir. Son olarak, robot kolun hareketini

sağlayacak servolar ve Leap Motion mikro denetleyicisi bulunmaktadır.

Yöntem 2: Projemizde, robot kolun hareketini sağlayacak servolar Leap Motion mikro

denetleyicisi ile beraber Arduino mikro denetleyicisiyle uzaktan kontrol edilmektedir.

Temassız uzaktan kontrollü robot kol projemizde Leap Motion tarafından algılanan 3 boyutlu

el ve kol hareketleri sırasında el ve kolun konumuna göre elde edilen veriler cihazın ara x y z

koordinatları şeklinde sayısal koordinat değerleri olarak aktarılmaktadır. Robot kol servolarını

temassız bir şekilde uzaktan kontrol etmek üzere, Leap Motion mikro denetleyicisinin çalışması

için yazılım kısmında basit bir programlama dili olan Processing’i kullanacağız. Arduino ile

etkileşimli çalışabilmesi için bu platformda yazacağız. Arduino ile Leap Motion mikro

KABLOSUZ

İLETİŞİM KARTI

DC MOTOR

SÜRÜCÜ

KUMANDA KONTROL

ÜNİTESİ

ANA KONTROL

MİKRODENETLEYİCİ

KABLOSUZ

İLETİŞİM KARTI

ROBOT KOL

SERVOLARI KAMERA

DC MOTORLAR SES ÇIKIŞ

KARTI


denetleyicilerinin birbirleri ile haberleşmesi içinse Arduinoda C++ veya C# dillerini

kullanacağız.

Yöntem 3: Geliştirilecek aracın üzerinde bulunan dedektör aracılığıyla mayınların tespiti

sağlanarak, geliştirilen algoritma ile mayından uzaklaşması ve mayının bulunduğu noktanın

tespit edilmesi amaçlanmıştır. LC devresinin çalışması ile beraber devrede bulunan 555

entegresi araç hareket halinde giderken herhangi bir metale denk gelirse ledler yanacak ve

buzzer dediğimiz ses çıkış kartından metalin bulunduğuna dair ses duyacağız.

Metal dedektörü araba şasesinin alt kısmına monte edilecektir.

Yöntem 4: Görüntü işleme Raspberry mikro denetleyicisi kullanılarak OpenCV

kütüphanesinde ve Phyton dilinde yazılmıştır.


Şu anda elimizde bulunan mevcut sistemler; robotik kol, el izleme, metal saptayıcıdır.

Yapacağımız insansız kara aracı sayesinde can kayıplarını önlemiş olacağız ve mayın tespiti

uzaktan kontrol ile yapılabilecektir. Toprakta gömülü diğer iletken cisimler ile toprağın

mineralli yapısı ve iletkenliği metal dedektörünün yanlış alarm vermesine sebep olabilir.

Yapacağımız bu projenin ileride gelişime açık bir proje olacağını düşünüyoruz. Örneğin araç

bizim yapacağımız araçtan daha gelişmiş ve daha büyük şekilde tasarlanabilir bu sayede

kaldırabileceği ağırlık daha fazla olup üzerine yerleştirilen cihazların hassasiyetleri de

arttırılabilir. Üzerine yerleştireceğimiz robot kolunun işlevleri arttırılabilir. Mesela robot kol

mayını topraktan çıkarıp onu imha edecek şekilde yapılabilir. Daha gelişmiş, ileri teknoloji

sensörler kullanılarak mayın tespiti daha geniş bir alanda daha uzaktan yapılabilir. Ek olarak

sadece mayın tespitinde değil aynı zamanda değerli metallerin de kazısını yapıp bunların

bulunması sağlanabilir.

KAYNAKLAR

[1] http://iitlab.bit.edu.cn/mcislab/~wuxinxiao/ppt/Handbook%20of%20Image%20and%20Vi

deo%20Processing.pdf

[2] http://www.militarysystems-tech.com/suppliers/unmanned-ground-vehicles/northrop-

grumman-unmanned-ground-systems

http://iitlab.bit.edu.cn/mcislab/~wuxinxiao/ppt/Handbook%20of%20Image%20and%20Video%20Processing.pdf

http://iitlab.bit.edu.cn/mcislab/~wuxinxiao/ppt/Handbook%20of%20Image%20and%20Video%20Processing.pdf


Mikro Şebeke ve Yük Talebinin Ekonomik Analizi

Baki Zengin


Dr. Hacer ŞEKERCİ

ÖZET

Bu proje İzmir’de bulunan bir organize sanayinin elektrik yükünü tahmin etmeyi ve gerçeğe yakın bir

senaryo oluşturarak ekonomik analizini hedeflemiştir. Organize sanayinin elektrik tüketim değerleri

kullanılarak yapay sinir ağları yöntemiyle (YSA) elektrik yükü tahmin edilmiştir. Bu yöntemde çok

katmanlı algılayıcı (MLP) modeli ile ileri beslemeli algoritma, geri yayılım algoritmasında da

Levenberg-Marquard algoritması kullanılmıştır. YSA yöntemi ile bulunan sonuçlar çoklu doğrusal

regresyon yöntemi ile karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Elektrik tüketimi, talep yük, yapay sinir ağları, mikro şebeke, enerji piyasası.

1. PROJENİN AMACI

Bu projede bir organize sanayinin elektrik tüketim değerleri kullanılmıştır. Bu organize sanayi

içinde bulundurduğu güç santrali ile kendi elektriğini üretebildiği gibi şebekeden ayrı ada

modunda da çalışabilen bir mikro şebekedir. Güç santralleri ve elektrik tedarik şirketleri Gün

Öncesi Piyasası’nda (GÖP) bir sonraki günün elektrik tüketim değerlerini tahmin ederek işlem

yaparlar. Bu yüzden, tahmindeki hata oranının düşürülmesi sistemi dengesizliğe düşürdükleri

için ödeyecekleri maliyet de düşürür. Bu projede geçmiş elektrik yükü verilerinin yapay sinir

ağları yöntemiyle kullanılması ve minimum hata oranıyla yük tahminin yapılması

amaçlanmıştır. Proje sonucunda, güç santrallerinin veriminin ve karının arttırılmasına, gereksiz

elektrik tüketiminden kaçınılarak daha az doğalgaz tüketilmesine ve bu sayede karbon

salınımının düşürülmesine olanak sağlayacaktır.

2. YÖNTEM

Yapay sinir ağları (YSA) tıpkı insan beynindeki sinir ağları gibi birbirleriyle bağlantılı ve

katmanlı bir yapıda inşa edilmiş elektronik modellerdir [1]. En çok kullanılan YSA

modellerinden biri de çok katmanlı algılayıcı (multi layer perceptron-MLP) modelidir ve ileri

besleme (feed-forward) algoritmasında kullanılmaktadır. MLP modelinde bir giriş katmanı, bir

veya birden fazla gizli katman (hidden layer) ve bir çıkış katmanı bulunmaktadır. Giriş


katmanından alınan veriler hiçbir değişikliye uğramadan gizli katmana iletilir. Veriler gizli ve

çıkış katmanda işlenerek ağ çıkışı belirlenir. Geri yayılım (back-propagation) algoritmasıyla

çıktılar giriş birimlerine veya ara katmanlara girerek ağı geri besler. Bu sayede girişler hem ileri

hem de geri yönde aktarılmış olur. Geri yayılım algoritmasında Levenberg-Marquard (LM)

yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem Gauss-Newton ve Gradient-Descent algoritmalarının en iyi

özelliklerini taşımaktadır [2]. LM algoritmasının formülleri aşağıda verilmiştir.

∆𝑥 = −[𝐽𝑇(𝑥)𝐽(𝑥) + 𝜇𝐼]−1𝐽𝑇(𝑥)𝑒(𝑥)

J(x)=Jacobian Matrisi

𝜇=Algoritma iterasyonu

e(x)=Hata vektörü

Bu projede giriş verileri sıcaklık, zaman ve geçmiş yük olarak sınıflandırılmıştır ve Tablo 1’de

gösterilmiştir.

Sıcaklık Zaman Geçmiş Yük

Kuru termometre sıcaklığı Günün saatleri Geçmiş 24 saatin ortalama

yükleri

Çiy noktası ısısı Haftanın günleri Önceki günün yükleri

Tatiller ve çalışılmayan günler

(0 ya da 1)

Geçen haftanın aynı

gündeki yükleri

Tablo 1. Sınıflandırılmış giriş verileri tablosu

Tablo 1’de gösterilen 8 adet veri giriş elemanı “x” olarak tanımlanmaktadır. Elektrik yük

değerleri ulaşılmak istenen hedef (target) değerlerdir ve “y” olarak tanımlanmaktadır. YSA

yöntemi kullanılmadan önce MATLAB programında, 𝑦 = 𝛼 + 𝛽𝑥 + 𝜀 formülü kullanılarak

çoklu doğrusal regresyon analizi ile elektrik yük tahmini yapılmıştır. Daha sonra MATLAB

programındaki “Neural Network Fitting” uygulamasında 20 gizli katman tanımlanarak

çalıştırılmıştır (Şekil 1.).

Şekil 1. Sinir ağları eğitimi modeli (LM algoritması)



Bu projede, İzmir ili için Ağustos 2017’nin ilk 3 haftasının verilerini kullanılmıştır. Çoklu

doğrusal regresyon analizi ve YSA yöntemleri ortalama mutlak hata yüzdesi (MAPE)

değerlerine göre karşılaştırılmıştır ve Tablo 2’de gösterilmiştir.

MAPE

Çoklu doğrusal regresyon 2,8968

Yapay sinir ağları 1,4058

Tablo 2. Karşılaştırılan yöntemlerin MAPE değerleri

YSA yöntemi çoklu doğrusal regresyon analizine göre çok daha iyi sonuç vermektedir. YSA

tahmin sonucu ve gerçekleşen yükün grafiği Şekil 2’de gösterilmiştir.

Şekil 2. YSA yöntemi sonucunda elde edilen tahmini güç ile gerçekleşen yükün grafiği

KAYNAKLAR

[1] Rodrigues, F., Cardeira3, C. and Calado, J.M.F.2014. The daily and hourly energy consumption and load

forecasting using artificial neural network method: a case study using a set of 93 households in Portugal. In

6th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, SEB-14, Energy Procedia, June 25-

27. Cardiff, Wales, UK. pp. 220-229.

[2] Ceylan, G. Yapay Sinir Ağları Yöntemi ile Kısa Dönem Yük Tahmini, Yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik

Üniversitesi, 2004.

yaşar Üniversitesi, elektrik ve elektronik mühendisliği ...°tesİ-elektrİk...Özgörevimizin...

Documents